基于应变强化的低温液体运输车轻量化研究

发布时间：2023-04-10 00:56

　　低温液体运输车是装载液化天然气、液氮、液氧、液氩等深冷介质的常用运输工具,已广泛用于工业、航天、食品以及民用行业。开发先进的轻量化大容积的低温液体运输车,可以提高运输效率,降低运输成本,节约大量能源,保护人类赖以生存的环境。研究低温液体运输车的轻量化技术,是低温液体运输车生产企业、用户的共同目标,也是缩短与欧美发达国家同类产品差距的必由途径。在查阅了相关文献资料,并分析国内、国外低温液体运输车的现状和低温液体运输车的发展历程上,结合自身多年来的实际开发工作经验,介绍了低温液体运输车的基本结构、行业中常见的轻量化方案,其中也包括低温液体运输车轻量化技术研究中失败的、以及在研的技术方案,可供后来者借鉴,或继续深入研究。本文重点研究了基于应变强化的低温液体运输车轻量化技术。从材料的选型开始,对市场上多种牌号的奥氏体不锈钢,需逐一试验比较,选出符合技术指标且便于采购、具备工业化批量生产的材料。对容器结构附件如加强圈、防波板的应变强化适应性进行了有限元分析。对罐体进行应变强化处理,需从模拟容器开始,试验检测应变、壁厚、周长等变化量,直至模拟容器加压爆破,验证安全裕量。在模拟容器理论分析和试验检测...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 低温液体运输车的概念
        1.1.2 低温液体运输车的使用现状
    1.2 国内外低温液体运输车发展历程
    1.3 国内外罐式车轻量化研究现状
    1.4 当前存在的问题及研究意义
    1.5 本文技术路线
第二章 低温液体运输车轻量化技术研究概述
    2.1 对具体结构优化减重
        2.1.1 低温液体运输车的基本结构
        2.1.2 支撑结构轻量化研究
        2.1.3 绝热结构轻量化研究
        2.1.4 缷液结构轻量化研究
        2.1.5 底盘、行走机构轻量化研究
    2.2 采用整体分析设计方法减重
    2.3 应用轻质、高强度材料轻量化研究
        2.3.1 铝制低温液体汽车罐车的轻量化研究
        2.3.2 高强钢制低温液体汽车罐车的轻量化研究
    2.4 本章小结
第三章 应变强化材料选择及试验
    3.1 应变强化技术原理
        3.1.1 应变强化罐车适用性
        3.1.2 应变强化罐车与其他类型低温液体运输车主要参数比较
    3.2 母材化学成分
    3.3 拉伸试验
        3.3.1 拉伸试样的制备
        3.3.2 试验要求
        3.3.3 母材拉伸试验
        3.3.4 焊接试板拉伸试验
        3.3.5 强化后的焊接试板拉伸试验
    3.4 弯曲试验
        3.4.1 母材弯曲试验
        3.4.2 焊接试板弯曲试验
        3.4.3 强化后的焊接试板弯曲试验
    3.5 冲击试验
        3.5.1 试验要求
        3.5.2 试验方法
        3.5.3 母材冲击试验
        3.5.4 焊接试板冲击试验
        3.5.5 强化后的焊接试板冲击试验
    3.6 本章小结
第四章 容器结构附件应变强化适应性研究
    4.1 非线性有限元分析模型
        4.1.1 容器结构附件
        4.1.2 材料模型
        4.1.3 网格划分
        4.1.4 边界条件
        4.1.5 计算方法
    4.2 容器结构附件应变强化适应性分析
        4.2.1 应变强化适应性判据
        4.2.2 加强圈
        4.2.3 防波板
    4.3 本章小结
第五章 模拟容器设计及试验
    5.1 模拟容器试验研究目的
    5.2 模拟容器设计
    5.3 模拟容器应变强化试验及测量方案
        5.3.1 尺寸测量
        5.3.2 试验设备及数据测量
    5.4 非线性力学分析模型
        5.4.1 实体模型
        5.4.2 材料模型
        5.4.3 网格划分
        5.4.4 边界条件
        5.4.5 计算方法
    5.5 应变强化试验结果和分析
        5.5.1 强化后变形结果
        5.5.2 应变
        5.5.3 周长
        5.5.4 壁厚
    5.6 力学分析模型的可靠性验证
        5.6.1 设计压力与强化压力下的应变比较
        5.6.2 加载过程中的应变比较
    5.7 模拟容器爆破试验研究方案
    5.8 爆破试验结果和分析
        5.8.1 爆破压力
        5.8.2 周长
        5.8.3 壁厚
    5.9 本章小结
第六章 实际容器设计及试验
    6.1 实际容器试验研究目的
    6.2 实际容器设计
    6.3 实际容器打压试验及测量方案
        6.3.1 实际容器尺寸测量
        6.3.2 试验过程
        6.3.3 主体材料检验
        6.3.4 焊接接头力学性能检验
    6.4 实际容器试验结果和分析
        6.4.1 周长
        6.4.2 应变强化后焊接接头力学性能检测
    6.5 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3788039