纏繞復合氣瓶的失效分析.pdf

1、復合材料是由兩種或多種不同材料構成的，金屬內(nèi)襯以及高強度的纖維是其主要構成材料，這種材料具有質量輕、安全性高以及高強度的特點，現(xiàn)已在市場上得到廣泛應用。近年來，復合材料的相關工藝取得了長足的進步，復合材料氣瓶的相關技術也因此獲得了巨大的發(fā)展?，F(xiàn)階段，天然氣燃料汽車的壓縮天然氣（CNG)氣瓶是復合材料氣瓶最為常見的應用。CNG氣瓶在使用中可能會發(fā)生一些無法預料的事故或者故障，這就導致人們越來越關注氣瓶的失效分析領域。本文的研究對象為CNG

2、的纏繞復合氣瓶，主要對以下三個方面內(nèi)容進行了探討：一是氣瓶的應力分析；二是疲勞分析；三是缺陷分析。
　　本文首先應用ANSYS軟件對纏繞復合氣瓶進行了有限元建模。對該纏繞復合氣瓶在自緊、工作、水壓試驗、最小爆破以及零壓力這五種工況下的有限元分析結果做了更進一步的分析，表明該氣瓶同相關的標準完全符合。
　　其次，將氣瓶中心設定為坐標，創(chuàng)建了一個1/4模型的氣瓶模型，對在充氣以及卸氣狀態(tài)下氣瓶的循環(huán)載荷情況進行了模擬，同時還做出

3、了疲勞分析，計算出了氣瓶的疲勞壽命次數(shù)，從而為定期檢驗纏繞氣瓶以及有效預測疲勞壽命給出了一定的參考。
　　然后，采取路徑分量疊加，也就是疊加不同狀態(tài)下無缺陷以及有缺陷兩種模型的路徑參數(shù)的形式，分析了纏繞層有缺陷的氣瓶應力分布狀態(tài)，以及纏繞層表面缺陷對氣瓶的影響。
　　最后，對纏繞復合氣瓶表現(xiàn)出來的其他的失效狀態(tài)進行補充，主要有以下幾種模式：一是纖維增強層失效；二是純腐蝕失效；三是螺紋連接失效；四是鼓包失效。此外還提出了一些應