長管拖車天然氣瓶強度與疲勞壽命分析.pdf

1、隨著世界能源消耗的急劇增加和環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，天然氣在總能源消耗中所占的比例越來越大。天然氣長距離運輸以管道為主，但在天然氣的短距離運輸中，鋪設(shè)管道投資巨大，更適合采用車輛運輸。長管拖車是一種方便、快捷的短距離天然氣運輸方式，得到了廣泛的應(yīng)用。本課題針對長管拖車高壓天然氣瓶進行靜強度、慣性載荷分析，并在此基礎(chǔ)上開展疲勞壽命研究，具有一定的工程意義。
　　以目前廣泛采用的長管拖車天然氣瓶為模型，采用有限元軟件ANSYS分別對內(nèi)壓、

2、內(nèi)壓與重力聯(lián)合作用下長管拖車天然氣瓶進行了靜強度的分析，分析結(jié)果表明，長管拖車在內(nèi)壓和重力作用下，瓶身主體部分應(yīng)力水平較低，遠(yuǎn)小于材料的屈服極限;氣瓶縮口與法蘭連接處具有較大的應(yīng)力集中，但總體應(yīng)力水平低于材料的屈服極限，滿足強度的要求。通過對道路運輸條件下的慣性載荷進行分析，設(shè)定三個方向的加速度進行動力學(xué)分析，分析結(jié)果表明，天然氣瓶的應(yīng)力水平與三個方向加速度的合成量具有近似線性關(guān)系，合成量的大小直接影響氣瓶的應(yīng)力水平。在慣性載荷作用下，

3、氣瓶的最大應(yīng)力超過了材料屈服極限，存在疲勞失效風(fēng)險。
　　采用ANSYS軟件對氣瓶進行了模態(tài)分析，得到了其前6階的自振頻率，并根據(jù)自振頻率計算得到了長管拖車的合理運行速度應(yīng)該小于120km/h;對內(nèi)壓波動影響下的氣瓶進行疲勞壽命的進行分析，分析結(jié)果表明，雖然氣瓶大部分區(qū)域不滿足無限壽命的要求，但其疲勞壽命能夠滿足工作要求;通過對慣性載荷作用下的氣瓶疲勞壽命進行分析，結(jié)果表明，應(yīng)該將垂直于軸向的加速度控制在18m/s2以內(nèi)，以防止氣