混杂纤维CNG2气瓶有限元分析及疲劳寿命预测

玻璃钢/复合材料 ›› 2019, Vol. 0 ›› Issue (2): 75-78.

混杂纤维CNG2气瓶有限元分析及疲劳寿命预测

谢志刚^1,2, 陈小芹¹, 卢旭锦¹, 张红星³

1.汕头职业技术学院机电工程系,汕头515078;
2.浙江工业大学化工机械设计研究所,杭州310014;
3.嘉兴市特种设备检测院,嘉兴314050

收稿日期:2018-06-19 出版日期:2019-02-25 发布日期:2019-02-28
作者简介:谢志刚(1973-),男,博士,讲师,主要从事机械结构完整性分析(包括疲劳、蠕变、断裂等方面)的研究,xzhg2008@163.com。
基金资助:
汕头市科技计划项目(2015-108)

FINITE ELEMENT ANALYSIS AND FATIGUE LIFE PREDICTION OF HYBRID FIBER CNG2 CYLINDER

XIE Zhi-gang^1,2, CHEN Xiao-qin¹, LU Xu-jin¹, ZHANG Hong-xing³

1.Department of Mechanical and Electrical Engineering, Shantou Polytechnic College, Shantou 515078, China;
2.Institute of Process Equipment and Control Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China;
3.Jiaxing Special Equipment Testing Institute, Jiaxing 314050, China

Received:2018-06-19 Online:2019-02-25 Published:2019-02-28

摘要/Abstract

摘要： 推广燃气汽车对于雾霾治理和综合利用清洁能源具有重要意义。在建立碳/玻混杂纤维CNG2气瓶有限元模型的基础上,分析了内胆及纤维层在未经预紧和经过预紧两种情况下的应力差异,通过提取内胆筒体段危险点在载荷历程中的名义应力强度,计算了低周疲劳载荷作用下的局部应力应变,结合Manson-Coffin公式计算得到疲劳寿命。计算结果表明,未经预紧情况下,碳纤维的混入可以使气瓶的疲劳寿命提高7%,同时改善内胆局部应力集中,而经过预紧工艺的混杂纤维气瓶的疲劳寿命则进一步提高19%。

关键词: 碳/玻混杂纤维, CNG2气瓶, 预紧, 疲劳寿命

Abstract: Promoting gas vehicles is of great significance for haze treatment and use of clean energy. On the base of establishing a carbon/glass hybrid fiber CNG2 gas cylinder finite element model, the stress difference about liner and fiber layer under two conditions, without preloading and preloading, is analyzed. By reading the nominal stress intensity of the dangerous point of the liner cylinder during loading history, the local stress and strain under low cyclic fatigue loading are calculated firstly, and then the fatigue life is calculated by combining Manson-Coffin formula. The calculation results show that blending with carbon fiber can increase the fatigue life of cylinders by 7% in the absence of preloading. Meanwhile, the local stress concentration of the liner is improved. The fatigue life of pre-tightened hybrid fiber cylinders is further increased by 19%.

Key words: carbon/glass hybrid fiber, CNG2 cylinder, preload, fatigue life

中图分类号:

TB332

谢志刚, 陈小芹, 卢旭锦, 张红星. 混杂纤维CNG2气瓶有限元分析及疲劳寿命预测[J]. 玻璃钢/复合材料, 2019, 0(2): 75-78.

XIE Zhi-gang, CHEN Xiao-qin, LU Xu-jin, ZHANG Hong-xing. FINITE ELEMENT ANALYSIS AND FATIGUE LIFE PREDICTION OF HYBRID FIBER CNG2 CYLINDER[J]. Fiber Reinforced Plastics/Composites, 2019, 0(2): 75-78.

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