長(zhǎng)管拖車天然氣瓶強(qiáng)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(zhǎng)距離運(yùn)輸以管道為主，但在天然氣的短距離運(yùn)輸中，鋪設(shè)管道投資巨大，更適合采用車輛運(yùn)輸。長(zhǎng)管拖車是一種方便、快捷的短距離天然氣運(yùn)輸方式，得到了廣泛的應(yīng)用。本課題針對(duì)長(zhǎng)管拖車高壓天然氣瓶進(jìn)行靜強(qiáng)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(zhǎng)管拖車天然氣瓶為模型，采用有限元軟件ANSYS分別對(duì)內(nèi)壓、

2、內(nèi)壓與重力聯(lián)合作用下長(zhǎng)管拖車天然氣瓶進(jìn)行了靜強(qiáng)度的分析，分析結(jié)果表明，長(zhǎng)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(qiáng)度的要求。通過對(duì)道路運(yùn)輸條件下的慣性載荷進(jìn)行分析，設(shè)定三個(gè)方向的加速度進(jìn)行動(dòng)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(gè)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(xiǎn)。
　　采用ANSYS軟件對(duì)氣瓶進(jìn)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(jì)算得到了長(zhǎng)管拖車的合理運(yùn)行速度應(yīng)該小于120km/h;對(duì)內(nèi)壓波動(dòng)影響下的氣瓶進(jìn)行疲勞壽命的進(jìn)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(duì)慣性載荷作用下的氣瓶疲勞壽命進(jìn)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