本文關(guān)鍵詞：LNG車(chē)載氣瓶動(dòng)力特性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染的加劇,液化天然氣(LNG)作為一種清潔、高效的能源,在當(dāng)今社會(huì)越來(lái)越受到青睞,與之相關(guān)產(chǎn)業(yè)也得到了快速發(fā)展。其中LNG汽車(chē)(LNGV)作為一種新型清潔能源汽車(chē),具有安全、經(jīng)濟(jì)、高效等優(yōu)點(diǎn),引起了廣泛關(guān)注和相關(guān)研究。LNG車(chē)載氣瓶是LNG汽車(chē)燃料系統(tǒng)的主要設(shè)備,其安全可靠性將直接影響LNG汽車(chē)的安全運(yùn)行。目前,對(duì)LNG車(chē)載氣瓶安全方面的研究相對(duì)較少,且主要集中在靜態(tài)方面,而在氣瓶實(shí)際使用過(guò)程中,一方面由于突然剎車(chē)、路面凹坑等工況,使氣瓶?jī)?nèi)LNG發(fā)生強(qiáng)烈晃動(dòng),液體晃動(dòng)將給氣瓶?jī)?nèi)膽帶來(lái)額外的沖擊載荷;另一方面由于發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)、路面的凹凸不平致使氣瓶發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng),這些附加動(dòng)載荷將導(dǎo)致氣瓶?jī)?nèi)膽結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)域產(chǎn)生較嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象而造成破壞。因此,在分析靜態(tài)結(jié)構(gòu)應(yīng)力的基礎(chǔ)上對(duì)LNG車(chē)載氣瓶進(jìn)行動(dòng)力特性分析顯得尤為重要。本文采用有限元法,對(duì)LNG車(chē)載氣瓶?jī)?nèi)膽進(jìn)行了動(dòng)力特性分析,主要工作和結(jié)論有:(1)對(duì)LNG車(chē)載氣瓶?jī)?nèi)膽進(jìn)行了靜力學(xué)分析,用等效密度法將瓶?jī)?nèi)LNG的質(zhì)量等效到氣瓶?jī)?nèi)膽殼體上,在氣瓶?jī)?nèi)膽殼體上施加慣性力載荷,研究了氣瓶?jī)?nèi)膽及支撐整體結(jié)構(gòu)在緊急剎車(chē)、路面凹坑等工況下的應(yīng)力分布;隨后,用沖擊載荷法將氣瓶?jī)?nèi)膽所受液體的沖擊作用等效為靜載荷,分析了氣瓶?jī)?nèi)膽在緊急剎車(chē)和路面凹坑工況下的應(yīng)力分布,并按照應(yīng)力分類(lèi)校核方法對(duì)氣瓶?jī)?nèi)膽進(jìn)行了強(qiáng)度校核。校核結(jié)果表明:氣瓶?jī)?nèi)膽強(qiáng)度完全滿(mǎn)足要求。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了不同方向的液體沖擊載荷對(duì)氣瓶?jī)?nèi)膽結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響。(2)考慮了儲(chǔ)液量的不同,對(duì)LNG車(chē)載氣瓶?jī)?nèi)膽進(jìn)行了模態(tài)分析,分析了不同液體深度下氣瓶?jī)?nèi)膽固有頻率及模態(tài)振型圖。分析結(jié)果表明:不同的儲(chǔ)液量對(duì)內(nèi)膽結(jié)構(gòu)的模態(tài)特性影響很大,隨著貯液量的增加,氣瓶?jī)?nèi)膽結(jié)構(gòu)的固有頻率逐漸降低。(3)在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上,對(duì)LNG車(chē)載氣瓶?jī)?nèi)膽進(jìn)行了諧響應(yīng)分析,得到了氣瓶?jī)?nèi)膽在發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)下的頻率響應(yīng)曲線(xiàn),并找出曲線(xiàn)中的峰值,對(duì)照模態(tài)分析結(jié)果,確定了LNG車(chē)載氣瓶的共振頻率,從而避免LNG車(chē)載氣瓶因汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)而發(fā)生共振。(4)對(duì)LNG車(chē)載氣瓶?jī)?nèi)膽進(jìn)行響應(yīng)譜分析,分析了氣瓶?jī)?nèi)膽在不平路面激勵(lì)作用下的變形及應(yīng)力分布。結(jié)果表明:路面不平度會(huì)使氣瓶?jī)?nèi)膽發(fā)生振動(dòng),內(nèi)、外膽支撐處產(chǎn)生很大的變形及作用力,其作用力甚至超出氣瓶材料所能承受的范圍。因此,對(duì)氣瓶?jī)?nèi)、外膽支撐需進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,危險(xiǎn)部位應(yīng)采取必要的補(bǔ)強(qiáng)措施。
【關(guān)鍵詞】：LNG車(chē)載氣瓶 動(dòng)力特性 沖擊載荷 固有頻率 響應(yīng)分析
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TE972
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 課題研究背景及意義12-13
• 1.2 LNG車(chē)載氣瓶介紹13-17
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 LNG車(chē)載氣瓶特點(diǎn)14-15
• 1.2.3 LNG車(chē)載氣瓶結(jié)構(gòu)及操作原理15-16
• 1.2.4 LNG車(chē)載氣瓶設(shè)計(jì)及安全性能試驗(yàn)16-17
• 1.2.5 LNG車(chē)載氣瓶應(yīng)用17
• 1.3 車(chē)載容器動(dòng)力特性分析研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4 課題研究?jī)?nèi)容19-20
• 第2章 LNG車(chē)載氣瓶?jī)?nèi)膽結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有限元分析20-36
• 2.1 有限元軟件20-21
• 2.2 幾何模型21-22
• 2.3 材料屬性22
• 2.4 有限元模型及網(wǎng)格劃分22-23
• 2.5 應(yīng)力分類(lèi)與強(qiáng)度評(píng)定23-27
• 2.5.1 分析設(shè)計(jì)應(yīng)力分類(lèi)24-26
• 2.5.2 安全系數(shù)選擇及應(yīng)力強(qiáng)度評(píng)定26-27
• 2.6 氣瓶?jī)?nèi)膽及支撐整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析27-32
• 2.6.1 邊界條件與載荷的施加27-29
• 2.6.2 計(jì)算結(jié)果及分析29-32
• 2.7 沖擊載荷作用下氣瓶?jī)?nèi)膽應(yīng)力分析32-35
• 2.7.1 邊界條件與載荷的施加32-33
• 2.7.2 計(jì)算結(jié)果及分析33-35
• 2.8 小結(jié)35-36
• 第3章 LNG車(chē)載氣瓶?jī)?nèi)膽模態(tài)分析36-44
• 3.1 模態(tài)分析基本概念36
• 3.2 模態(tài)分析理論基礎(chǔ)36-37
• 3.3 有限元模型37
• 3.4 邊界條件及載荷37
• 3.5 計(jì)算結(jié)果及分析37-43
• 3.6 小結(jié)43-44
• 第4章 LNG車(chē)載氣瓶?jī)?nèi)膽振動(dòng)響應(yīng)分析44-49
• 4.1 引起氣瓶振動(dòng)的原因44-45
• 4.1.1 不平路面激勵(lì)44-45
• 4.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)45
• 4.2 有限元模型45
• 4.3 發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)諧響應(yīng)分析45-46
• 4.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)的確定45
• 4.3.2 計(jì)算結(jié)果及分析45-46
• 4.4 不平路面激勵(lì)響應(yīng)譜分析46-48
• 4.4.1 不平路面激勵(lì)的確定46-47
• 4.4.2 計(jì)算結(jié)果及分析47-48
• 4.5 小結(jié)48-49
• 結(jié)論與展望49-51
• 參考文獻(xiàn)51-54
• 致謝54-55
• 附錄A 攻讀碩士期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄55

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