自紧压力对全缠绕复合气瓶疲劳性能的影响

发布时间：2022-01-19 05:18

　　为了提高天然气汽车的续航里程,设计了30 MPa车用全缠绕压缩天然气气瓶。本文基于有限元软件平台下的复合材料分析模块,研究了不同的自紧压力对采用小角度螺旋缠绕、大角度螺旋缠绕加环向缠绕三种混合缠绕的全缠绕复合气瓶疲劳性能的影响,分析时采用SWT平均应力修正方程对交变应力幅进行了修正。结果表明:对气瓶进行自紧处理,基本不会改变内胆的交变应力幅,但是却可以降低其平均应力;在满足纤维应力比的前提下得出其最佳自紧压力为52 MPa,此时其疲劳循环次数约为15000次。 

【文章来源】：复合材料科学与工程. 2020,(06)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

复合材料气瓶结构示意图

复合材料缠绕层采用三种角度混合缠绕气瓶,纤维缠绕方式如图2所示[11]。具体缠绕方式为小角度7.3°缠绕24层,大角度70°缠绕24层,环向缠绕90°缠绕24层,取单层板厚度为0.25 mm,纤维缠绕总厚度为18 mm。3 有限元分析

在疲劳分析中考虑复合材料的各向异性和内胆材料的塑性问题,玻璃纤维复合材料层采用正交各向异性模型描述。内胆塑性模型选用双线性等向强化[12],图3为内胆的应力-应变曲线。3.2 网格划分

【参考文献】：
期刊论文
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[2]含裂纹缺陷气瓶疲劳裂纹扩展及寿命预测[J]. 张伯君,业成,张忠政,支有冉,宋前甫.  油气储运. 2014(10)
[3]内胆壁厚变化对环缠绕复合气瓶疲劳性能的影响[J]. 李清婉,邓贵德,凌祥,李伟,寿比南.  玻璃钢/复合材料. 2014(04)
[4]车用高压燃料气瓶技术发展趋势和我国面临的挑战[J]. 郑津洋,李静媛,黄强华,欧可升,赵永志,刘鹏飞.  压力容器. 2014(02)

硕士论文
[1]35MPa车用全缠绕复合材料气瓶设计及充气温升数值模拟[D]. 陈彦辉.太原理工大学 2018
[2]碳纤维—铝合金复合材料气瓶的应力分析与优化设计[D]. 吴祥.北京化工大学 2011



本文编号：3596278