站用氣瓶淬火冷卻均勻性模擬.pdf

1、隨著中國汽車行業(yè)快速的發(fā)展及CNG雙燃料動(dòng)力汽車廣泛使用，加氣站站用氣瓶的需求量增長迅速。站用氣瓶是存儲(chǔ)天然氣的重要的工具，長期在“加載-卸載”的工作環(huán)境中，且直徑尺寸大、長度長、容積大，其熱處理工藝過程比較復(fù)雜。由于氣瓶本身的幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及淬火設(shè)備及工業(yè)條件的限制，導(dǎo)致淬火冷卻時(shí)的瓶體應(yīng)力分布及組織分布不均勻，容易出現(xiàn)畸變爆裂等缺陷。因此保證站用氣瓶淬火的均勻性和瓶體的淬透性對(duì)于氣瓶的安全及壽命十分關(guān)鍵。
　　應(yīng)用DIL805L

2、相變淬火膨脹儀測量了氣瓶鋼材料30CrMo的CCT曲線，得到材料組織轉(zhuǎn)變的臨界溫度，為后續(xù)淬火組織模擬提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。對(duì)大直徑厚壁氣瓶采用內(nèi)外同時(shí)噴水的淬火方式，確定氣瓶內(nèi)腔科學(xué)合理的多噴嘴布局方案，確定了影響氣瓶內(nèi)部淬火均勻性的因素，建立正交試驗(yàn)方案，確定了合理的噴嘴組合；應(yīng)用流體仿真軟件 Fluent對(duì)淬火冷卻過程中氣瓶內(nèi)部的流場和瓶體的溫度場進(jìn)行了數(shù)值模擬，根據(jù)模擬過程的監(jiān)測點(diǎn)的溫度變化及瓶內(nèi)最大壓力的變化確定了瓶內(nèi)間歇噴水的停噴淬

3、火工藝；對(duì)停噴工藝在冷卻過程中的壓力變化及氣、液體積分?jǐn)?shù)等進(jìn)行對(duì)比分析，得出停噴泄壓規(guī)律；通過對(duì)停噴工藝的溫度場與最優(yōu)模型進(jìn)行冷卻均勻性對(duì)比，得到停噴工藝瓶體溫度場的分布。
　　將在Fluent中得到停噴工藝的壓力和溫度場數(shù)據(jù)作為載荷在Workbench中進(jìn)行瓶體的應(yīng)力應(yīng)變分析，模擬得到主應(yīng)力、等效應(yīng)力、軸向及周向應(yīng)力、等效應(yīng)變等隨著淬火過程的變化規(guī)律分布特點(diǎn)，得到瓶體比較容易變形和出現(xiàn)缺陷的位置。
　　結(jié)果表明：外壁面連續(xù)