非金属内胆CNG气瓶结构设计及快充温升研究

发布时间：2021-04-14 18:45

　　车用压缩天然气气瓶具有高压化、轻量化、低成本和高可靠性等发展趋势。在国外非金属内胆复合材料全缠绕气瓶越来越被重视并且得到了很广泛地应用,但我国在这一领域尚缺乏研究与探讨,所以对非金属内胆复合材料气瓶的相关性能研究非常关键。本文结合国内外研究研究现状,展开了下列工作:（1）通过结合有关标准和相关参数,对非金属内胆30MPa复合材料气瓶进行了结构设计,确定了气瓶内胆的结构参数;结合网格理论与纤维缠绕工艺要求,对气瓶的纤维缠绕层进行了结构设计,包括确定纤维缠绕角度、纤维缠绕厚度、纤维缠绕层数等。（2）对复合材料气瓶的充气过程温升现象的影响因素进行了热力学理论分析,在天然气快速填充到气瓶的过程中,有四个因素导致气瓶出现温度升高的现象:节流效应、气体受到压缩产生的热量、系统动能的内能转化,环境换热。（3）应用ABAQUS软件中的子程序（WCM）,建立了气瓶在设计压力及最小爆破压力工况下的有限元模型,对气瓶结构进行了应力分析和强度校核,气瓶结构在工作压力30MPa作用下满足强度要求,从而验证了气瓶结构的合理性。（4）通过建立考虑湍流、真实气体效应和固体传热的数值仿真模型,对气瓶快充温升过程进行了仿... 

【文章来源】：东北石油大学黑龙江省

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

复合材料气瓶结构示意图

第一章 绪论4图1.2 环向缠绕模型（2）纵向缠绕纵向缠绕的特点为：绕丝头沿内胆自身轴线旋转一周，同时内胆也随之转过一个小角度，内胆表面也会相应缠绕一定宽度的纤维纱片。纤维和内胆轴线间的夹角为 0o~25o，纵向缠绕模型如图 1.3 所示。图1.3 纵向缠绕模型（3）螺旋缠绕螺旋缠绕，又名测地线缠绕，纤维在进行缠绕时，内胆绕其自身轴线以恒定速度旋转，绕丝头沿内胆轴线做往复运动，缠绕角度约为 12o~70o。螺旋缠绕模型如图 1.4 所示。螺旋缠绕的特点是同一方向上的纱片相接却不会相交。因此，在内胆表面进行螺旋缠绕，会出现双层纤维，这类似于扁钢带的缠绕。图1.4 螺旋缠

纵向缠绕模型如图 1.3 所示。图1.3 纵向缠绕模型（3）螺旋缠绕螺旋缠绕，又名测地线缠绕，纤维在进行缠绕时，内胆绕其自身轴线以恒定速度旋转，绕丝头沿内胆轴线做往复运动，缠绕角度约为 12o~70o。螺旋缠绕模型如图 1.4 所示。螺旋缠绕的特点是同一方向上的纱片相接却不会相交。因此，在内胆表面进行螺旋缠绕，会出现双层纤维，这类似于扁钢带的缠绕。图1.4 螺旋缠绕模型

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3137825