基于ANSYS的CNG储气钢瓶的可靠性分析和疲劳分析

发布时间：2020-10-10 01:57

　　天然气清洁、高效,是国际公认的绿色能源。随着天然气时代的到来,压缩天气(CNG)技术已趋于成熟, CNG储气钢瓶是用来储存和运输压缩天然气的高压容器。目前,压缩天然气成为我国大力发展的气源。然而,近几年来,由于CNG储气钢瓶在制造、使用、检测保养等方面存在着种种缺陷,发生了不少爆炸事故。因此,为避免事故发生,应对CNG储气钢瓶进行分析研究。首先,本文用故障树分析方法对引起CNG储气钢瓶爆炸事故的原因进行分析,对尚未发生过的事故也可以进行预先分析,从而提出预防CNG储气钢瓶爆炸事故的对策。其次,本文采用理论计算的方法计算了CNG储气钢瓶的可靠度。再次,本文基于ANSYS软件对CNG储气钢瓶进行了应力分析,给出应力分布云图,并且提取了发生最大应力的节点号;基于应力分析的结果,采用ANSYS对CNG储气钢瓶进行了疲劳分析,结果显示CNG储气钢瓶在设置使用寿命内是有效的,其疲劳积累损伤系数小于1,说明其可以满足疲劳强度要求。最后,本文介绍了ANSYS有限元法在可靠性分析中的应用,给出了ANSYS进行可靠性分析的常用方法及分析步骤;并对CNG储气钢瓶进行了可靠性分析,基于ANSYS的分析结果,给出了CNG储气钢瓶的可靠度。
【学位单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：TH49
【部分图文】：

储气,钢瓶,故障树,顶事件

图 3 CNG 储气钢瓶爆炸故障树Figure 3 The CNG pressure vessel blast fault tree（三）CNG 储气钢瓶爆炸故障树分析针对近来各地 CNG 加气站接连发生特大爆炸事故的统计数据，为便于对事故进分析，引入故障树分析模型，找出导致事故的主要原因，然后再针对这类特大安全事建立模型。建立故障树，首先要根据顶事件确定原则，选取“CNG储气钢瓶爆炸”作为顶事件顶事件确定后，就要寻找导致顶事件发生最直接的、必要的、充分的原因。然后把引顶事件发生的各原因分别看作顶事件，采用类似的方法继续往下深入分析，建立以逻

基本事件,故障树,事件,输入事件

新疆大学 2008 届硕士研究生毕业论文门符号表示的CNG储气钢瓶爆炸故障树，如图 3 所示[26]-[32]。1、CNG 储气钢瓶爆炸故障树逻辑关系图故障树中，上一层事件是下一层事件造成的结果，下一层事件是引起上一层事原因。逻辑“与门”表示全部输入事件都出现则上一层输出事件才出现；逻辑“或门只有一个输入事件出现，则输出时事件就出现。图 3 故障树的顶上事件T与各基本x1至x18的逻辑关系如图 4。

曲线,正态分布,概率密度函数,母体

正态分布(Normal Distribution)又称高斯分布(Gaussion Distribution)，是一的双参数分布，若故障密度函数f(x)服从正态分布，即[42]221 ( )( ) exp22xf xμσ πσ = ∞ < x< +∞ 其分布函数 F(x)、可靠度函数 R(x)和故障率函数 λ ( x)分别为221 ( )( ) exp22x xF x dxμ ∞σ πσ = ∫ R ( x ) = 1 F ( x)( )( )( )f xxR xλ = 式中，σ 和μ 为两个参数，σ 为母体标准差， σ > 0；μ 为母体中心倾向）尺度，它可以是均值、众数或中位数， ∞ < μ< +∞。

【引证文献】