缠绕复合气瓶的失效分析

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2、ｉｖ＾论文提交日期年公月日论文答辩日期：年月日学位授予单位：武汉工程大学学位授予日期：年月曰答辩委员会主席：词训＾独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。尽我所知，陈文中己经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的硏究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。本人完全惠识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：２０咬年＾月日［学位论文版权卿授权书本学位论文作者完全了解我校有关保留、使用学位论文的规定，即：我校有权保留并向團家有关部ｎ或

3、机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被畜阅。本人授权武汉工程大学研究生化可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可ｔｕ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密０，在＿＿年解密后适用本授权书。本论文属于不保密成＂＂（请在上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：偽指导教师签名；袭换＆２０／ｒ年月Ｉ因有ｒ月＾曰FailureanalysisofTheWindingcompositecylinderAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterMajor：ChemicalProcessMachinery

4、Candidate：XuYanLongSupervisor：Prof.CaiChangQuanWuhanInstituteofTechnologyWuhan,Hubei430073,P.R.China摘要复合材料是由两种或多种不同材料构成的，金属内衬以及高强度的纤维是其主要构成材料，这种材料具有质量轻、安全性高以及高强度的特点，现已在市场上得到广泛应用。近年来，复合材料的相关工艺取得了长足的进步，复合材料气瓶的相关技术也因此获得了巨大的发展。现阶段，天然气燃料汽车的压缩天然气（CNG)气瓶是复合材料气瓶最为常见的应用。CNG气瓶在使用中可能会发生一些无法预料的事故或者故障，这就导致人们越来

5、越关注气瓶的失效分析领域。本文的研究对象为CNG的缠绕符合其平，主要对以下三个方面内容进行了探讨：一是气瓶的应力分析；二是疲劳分析；三是缺陷分析。本文首先应用ANSYS软件对缠绕复合气瓶进行了有限元建模。对该缠绕复合气瓶在自紧、工作、水压试验、最小爆破以及零压力这五种工况下的限元分析结果做了更进一步的分析，表明该气瓶同相关的标准完全符合。其次，将气瓶中心设定为坐标，创建了一个1/4模型的气瓶模型，对在充气以及卸气状态下气瓶的循环载荷情况进行了模拟，同时还做出了疲劳分析，计算出了气瓶的疲劳寿命次数，从而为定期检验缠绕气瓶以及有效预测疲劳寿命给出了一定的参考。然后，采取路径分量叠加，也就是叠加

6、不同状态下无缺陷以及有缺陷两种模型的路径参数的形式，分析了缠绕层有缺陷的气瓶应力分布状态，以及缠绕层表面缺陷对气瓶的影响。最后，对缠绕复合气瓶表现出来的其他的失效状态进行补充，主要有以下几种模式：一是纤维增强层失效；二是纯腐蚀失效；三是螺纹连接失效；四是鼓包失效。此外还提出了一些应对这些问题的方法。关键词：复合材料；缠绕复合气瓶；有限元；失效分析IAbstractCompositematerialsarecomposedoftwoormorecomponentscomposedofdifferentproperties,mainlycomposedofametallinerandtheou

7、terlayerwoundhighstrengthfibersreinforcedcompositematerial，Becauseofitslightweight,highstrength,andsafetyandreliability，ithavebeenwidelyused.Inrecentyears,withthecompositemoldingtechnologyadvances,Furtherpromotet