液化气体运输车罐车轻量化技术及结构优化设计

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1、工程硕士学位论文液化气体运输车罐车g量化技术及结构优化i受^作者姓名洪玉工程领域机械工程校内指导老师方江敏副教授校外指导老师王红霞高级工程师所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2015年4月Light-WeightTechnologyoftheLiquefiedGasTanker——TheResearchofDesignMethodbyAnalysisforTankVehicleADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HongYuSupervisor：Prof.FangJiangminSou

2、thChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：U492.3学校代号：10561学号：201120206406华南理工大学硕士学位论文液化气体运输车罐车轻量化技术及结构优化设计作者姓名：洪玉指导教师姓名、职称：方江敏副教授申请学位级别：工程硕士学科专业名称：机械工程研究方向：化工过程机械及安全技术论文提交日期:2015年4月20日论文答辩日期：2015年6月8日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：江楠委员：梁基照黄思郭崇志罗伟坚摘要液化气体运输车最是输送液化石油气、液氨、丙烯等

3、介质的常用运输工具，已广泛用于工业、农业以及民用行业。设计先进的轻量化的液化气体运输车不但能提高运输效率，降低运输成本，而且能节约大量能源，保护人类赖以生存的环境。在查阅相关文献资料、分析国内、外液化气体运输车的现状和液化气体运输车的不同的设计方法的基础上，结合实际课题，介绍了液化气体运输车的基本结构和基本设计参数，对液化气体运输车罐车选用的Q345R材料和370R材料进行分析比较，对370R材料的焊接进行了介绍，通过焊接工艺评定试验，验证了Q370R材料的焊接可行性和所拟定的焊接工艺的正确性；对按规则设计和分析设计两种设计方法进行对比，通过计算得出采用分

4、析计算可有效降低材料厚度0.5mm，从而可减轻液化气体运输车整备质量。在应力分析的理论基础上，以运输介质为丙烯的液化气体运输车为分析研究对象，基于极限应力分析方法对椭圆封头进行建模分析，得出位移与载荷关系，根据最大变形位置的UY方向位移与载荷之间的关系，按双切线法确定结构的极限载荷，按规范取一定的安全系数进行强度计算，结果表明采用应力分析设计可有效减薄厚度1~2mm。采用整体建模对四种惯性力载荷工况进行分析。由于采用应力分析设计筒体厚度减小，为考察该条件下前鞍座和后支座处的局部应力在各种工况下的可靠性，对每种工况下的计算结果中的各种应力强度进行可靠性评定，

5、结果满足安全要求。对开孔部位建立局部模型，进行应力计算，对最大应力点进行可靠性评定，同时根据应力分布情况及最大应力值，优化局部设计结构。采用Q370R材料并采用应力分析进行设计优化，可有效减轻罐车重量980kg。通过样车试验和从运输车辆制造成本、运输过程耗油量、运输介质质量等方面对样车进行经济技术分析，得出选用Q370R材料和采用应力分析设计的运输车，能满足安全可靠性要求且提高了运输车的经济效益和市场竞争力。关键词：液化气体运输车；轻量化；应力分析；ANSYSIABSTRACTTheLiquefiedGastransportvehiclesareusedf

6、ortransportLPG,liquidammonia,liquidpropyleneetc.Thesetransportvehicleshavebeenwidelyusedinindustry,agriculture,andcivilianfields.Thedesigningoflight-weightLiquefiedGasTankercanimprovetheefficiencyoftransportation,reducethecostoftransportation,alsocansavealotofenergytoprotecttheenv

7、ironmentforhumansurvival.Onthebasisofreviewofrelevantliterature,analysisthepresentsituationofliquefiedgastransportvehicleanddifferentdesignmethodsofliquefiedgastransportvehicle,combinedwiththeactualproject,introducedthefundamentalstructureandthebasicdesignparametersofliquefiedgast

8、ransportvehicles,analyzingandcomp