【摘要】：近年來,人們對(duì)環(huán)境的關(guān)注在不斷的加強(qiáng),希望能夠?qū)ふ倚碌哪茉刺娲兔禾康葌鹘y(tǒng)能源,特別是在汽車行業(yè),研制出資源消耗少,同時(shí)對(duì)環(huán)境污染小的新型節(jié)能環(huán)保汽車已然成為了人們研究的重點(diǎn)領(lǐng)域,而液化天然氣這一新能源備受關(guān)注。但國內(nèi)對(duì)其安全方面的研究較少,而且許多城市僅僅在初步的試運(yùn)行階段,所以,加強(qiáng)對(duì)車用LNG氣瓶的研究,對(duì)其安全性能作出合理的評(píng)價(jià)便顯得尤為重要。本文以馬鞍山福馬汽車零部件有限公司提供的對(duì)車載LNG氣瓶為研究對(duì)象。首先根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)文獻(xiàn)設(shè)計(jì)車載LNG氣瓶的內(nèi)筒、外筒以及加強(qiáng)圈等部件,并通過UG對(duì)筒體進(jìn)行建模。其次利用ANSYS仿真分析軟件,確定其網(wǎng)格劃分、材料選擇、添加載荷、約束關(guān)系、求解以及后處理,著重研究了車載LNG氣瓶在設(shè)計(jì)壓力下的靜力學(xué)分析、熱分析和失效分析,并選擇不同于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的應(yīng)力線性化校核方法,對(duì)結(jié)果進(jìn)行了相應(yīng)的分析。其中,在進(jìn)行失效分析時(shí),選擇了幾種具有代表性的車載LNG氣瓶失效模式進(jìn)行了分析,如碰撞分析、跌落分析、保溫層失效分析以及腐蝕失效分析。在進(jìn)行碰撞分析時(shí),將模型簡(jiǎn)化為筒體與剛性墻的碰撞,并設(shè)剛性墻以50km/h的速度碰撞筒體,研究筒體在此工況下的應(yīng)力應(yīng)變情況。在進(jìn)行跌落分析時(shí),分別選取了車載LNG氣瓶在不同跌落高度以及不同跌落角度進(jìn)行仿真分析,并以此探尋筒體的沖擊響應(yīng)規(guī)律。而后對(duì)車載LNG氣瓶的裝配模型進(jìn)行了模態(tài)分析,初步判斷其振動(dòng)特性,并以此與汽車的振動(dòng)頻率進(jìn)行對(duì)比。最后,利用ALOHA分析軟件對(duì)車載LNG氣瓶的泄露情況進(jìn)行分析,模擬甲烷在噴射火和爆炸模式下不同因素對(duì)其熱輻射的影響,并對(duì)爆炸模式下的熱輻射進(jìn)行線性回歸分析,而后對(duì)爆炸模式下不同參數(shù)的熱輻射區(qū)域進(jìn)行預(yù)測(cè),并將試驗(yàn)結(jié)果與回歸方程的分析結(jié)果進(jìn)行比較。
[Abstract]:In recent years, people are paying more and more attention to the environment, hoping to find new sources of energy to replace traditional energy sources such as oil and coal, especially in the automobile industry, and develop less resource consumption. At the same time, the new energy-saving and environmental-friendly vehicles with low environmental pollution have become the focus of research, and liquefied natural gas (LNG), a new energy source, has attracted much attention. However, there are few studies on its safety in China, and many cities are only in the preliminary trial operation stage. Therefore, it is particularly important to strengthen the research on vehicle LNG cylinders and make a reasonable evaluation of their safety performance. In this paper, the vehicle LNG cylinder provided by Ma'anshan Fuma Auto parts Co., Ltd. is taken as the research object. Firstly, the inner cylinder, outer cylinder and strengthening ring of vehicle LNG cylinder are designed according to the national standard and related literature, and the cylinder is modeled by UG. Secondly, using ANSYS simulation analysis software, the grid division, material selection, load addition, constraint relation, solution and post-treatment are determined, and the statics analysis, thermal analysis and failure analysis of the vehicle LNG cylinder under design pressure are studied. The stress linearization checking method, which is different from the traditional design method, is selected, and the corresponding results are analyzed. Among them, several representative failure modes of LNG cylinder are selected for failure analysis, such as collision analysis, drop analysis, insulation layer failure analysis and corrosion failure analysis. In the collision analysis, the model is simplified as the collision between the cylinder and the rigid wall, and the rigid wall collides with the cylinder at the speed of 50km/h, and the stress and strain of the cylinder under this working condition are studied. In the drop analysis, the vehicle LNG cylinder is selected for simulation analysis at different drop height and different drop angle, and the shock response law of the cylinder is explored. Then the modal analysis of the assembly model of the vehicle LNG cylinder is carried out, and its vibration characteristics are preliminarily judged and compared with the vibration frequency of the vehicle. Finally, the leakage of vehicle LNG cylinder is analyzed by ALOHA analysis software, and the influence of different factors on thermal radiation of methane in spray fire and explosion mode is simulated, and the linear regression analysis of thermal radiation in explosion mode is carried out. Then the thermal radiation regions of different parameters in the explosion mode are predicted, and the experimental results are compared with the analysis results of the regression equation.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U464.136

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本文編號(hào)：2480354