刘培启
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陈祖志
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周天送
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古纯霖
,
柴森
玻璃钢/复合材料
由于相关钢制内胆环缠绕气瓶设计制造标准中未明确指定内胆壁厚的设计公式,使得市面上同样规格的环缠绕气瓶内胆壁厚和自紧压力等参数存在一定差异,给监管工作带来不便.首先全面总结了环缠绕气瓶钢制内胆的设计方法,然后根据设计结果建立有限元分析模型,对比分析了不同标准体系设计的气瓶内胆壁厚的差异,以及由于壁厚差异而引起的纤维应力比和自紧压力的变化.结果表明,GB 5099相比于其他两种标准体系内胆设计壁厚偏大,相差约4.35％～6.0％;导致相应的环缠绕气瓶纤维应力比相差3.5％～30.8％,自紧压力的合理范围也存在差异.
关键词:
环缠绕气瓶
,
内胆设计
,
纤维应力比
,
自紧压力
刘培启
,
柴森
,
陈祖志
,
古纯霖
,
周天送
玻璃钢/复合材料
针对数值模拟时CNG-2型气瓶常用的两种模型——轴对称模型和三维壳单元模型存在的争议,对两种模型进行了详细的对比,并讨论了纤维缠绕角度对其结构的影响,得到以下结论:由于CNG-2型气瓶纤维缠绕角接近90°,轴对称模型和三维壳单元模型的应力分布基本相同;壳单元理论上的缺陷导致三维壳单元模型纤维层的径向应力为0,是两种模型结果存在差别的主要原因;对纤维缠绕角接近90°的CNG-2型气瓶进行应力分析时,轴对称模型可以代替三维壳单元模型,且计算工作量较小;当纤维缠绕角不为90°时,两种模型间的误差随缠绕角变化,且当缠绕角在90°～70°之间时,误差在5％以内,在工程允许范围内仍可使用轴对称模型进行应力分析.相关结论可为CNG-2型气瓶数值分析工作提供有益的指导.
关键词:
CNG-2型气瓶
,
应力分析
,
壳单元
,
轴对称
,
缠绕角度
