大容量Ⅳ型储氢气瓶过渡区域的分层失效行为研究

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作者 张云霄 范志超 +4 位作者 王哲 曹文红 徐鹏 吕炎峰 李雨阳 《压力容器》 北大核心 2025年第6期1-8,共8页

针对内径330 mm、设计压力52 MPa大容量Ⅳ型储氢气瓶连接封头与筒身段的过渡区分层失效行为,基于多尺度仿真与内聚力界面层的损伤演化,分析了过渡区复合材料层的层内及层间失效机理,研究了分层损伤对结构强度的影响,通过参数分析给出了... 针对内径330 mm、设计压力52 MPa大容量Ⅳ型储氢气瓶连接封头与筒身段的过渡区分层失效行为,基于多尺度仿真与内聚力界面层的损伤演化,分析了过渡区复合材料层的层内及层间失效机理,研究了分层损伤对结构强度的影响,通过参数分析给出了可能的设计及工艺优化方法。结果表明,结构几何不连续引起的弯曲应力、局部缠绕设计导致的厚度与刚度突变,以及层间性能差异等因素是造成大容量Ⅳ型储氢气瓶过渡区分层失效的主要原因,分层起始发生在较低压力(78 MPa)下,最终理论分层区域面积约为h2。研究成果为复合材料储氢气瓶强度校核与设计优化提供了新思路。 展开更多

关键词 Ⅳ型储氢气瓶 大容量 复合材料 过渡区 分层失效

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Ⅳ型车载储氢气瓶关键技术研究进展 被引量：39

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作者 陈明和 胡正云 +3 位作者 贾晓龙 杨强 沈安磊 徐恪 《压力容器》 北大核心 2020年第11期39-50,共12页

氢燃料电池汽车(FCV)以其零排放的特点成为未来汽车的发展趋势,用于存储高压氢气的储氢气瓶是燃料电池汽车必不可少的关键零部件之一。归纳了Ⅳ型储氢气瓶研发所面临的关键技术难点,包括内胆原材料选型及成型工艺、密封结构设计、树脂... 氢燃料电池汽车(FCV)以其零排放的特点成为未来汽车的发展趋势,用于存储高压氢气的储氢气瓶是燃料电池汽车必不可少的关键零部件之一。归纳了Ⅳ型储氢气瓶研发所面临的关键技术难点,包括内胆原材料选型及成型工艺、密封结构设计、树脂改性研制、轻量化设计与纤维缠绕,并在此基础上分别介绍了国内外的研究现状。 展开更多

关键词 Ⅳ型车载储氢气瓶 复合材料 塑料内胆 缠绕成型 树脂体系

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不同材质气瓶对标准气体成分稳定性的影响及防护技术研究

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作者 游大力 《山西化工》 2025年第5期180-182,共3页

基于常用气瓶材质的物理化学特性,通过材料表面性质测定、气体成分变化的动态监测和对比试验分析,深入研究气瓶材质对气体吸附和渗透的影响,以及不同材质气瓶在实际应用中的表现差异。研究结果表明,不同材质的气瓶在稳定性方面表现出显... 基于常用气瓶材质的物理化学特性,通过材料表面性质测定、气体成分变化的动态监测和对比试验分析,深入研究气瓶材质对气体吸附和渗透的影响,以及不同材质气瓶在实际应用中的表现差异。研究结果表明,不同材质的气瓶在稳定性方面表现出显著差异,内壁涂层和防渗透技术能够有效改善气体成分稳定性。研究成果为气瓶选型和防护技术的优化提供了重要依据,对提高标准气体的精确性和可靠性具有重要意义。 展开更多

关键词 标准气体 气瓶材质 成分稳定性 吸附与渗透 防护技术

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基于超声导波的车用氢瓶在线检验技术研究 被引量：3

4

作者 袁奕雯 《压力容器》 北大核心 2024年第4期9-15,共7页

在役车用氢瓶的安全性能直接影响到氢能产业交通应用场景的可行性。传统拆卸离线检验模式制约了产业发展,结合前期研究成果,创新车用气瓶定期检验策略,通过定位损伤引导判断是否应进行拆卸离线验证气瓶安全性能。本文开展超声导波技术... 在役车用氢瓶的安全性能直接影响到氢能产业交通应用场景的可行性。传统拆卸离线检验模式制约了产业发展,结合前期研究成果,创新车用气瓶定期检验策略,通过定位损伤引导判断是否应进行拆卸离线验证气瓶安全性能。本文开展超声导波技术对车用氢瓶缺陷的定位算法研究及装置开发,进而攻克金属基碳纤维复合材料制气瓶噪声干扰大、信噪比高等不利因素,有效提取损伤信号,实现高精度损伤定位,经对极端冲量损伤、表面裂纹损伤后的车用氢瓶进行试验,验证其损伤定位误差可达到5%以内,对在役车用氢瓶安全性能评估具有非常重要的应用前景。 展开更多

关键词 车用气瓶 复合材料 导波技术 缺陷定位

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车用高压燃料气瓶技术发展趋势和我国面临的挑战 被引量：43

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作者 郑津洋 李静媛 +3 位作者 黄强华 欧可升 赵永志 刘鹏飞 《压力容器》 2014年第2期43-51,共9页

压缩天然气汽车、氢能汽车是汽车工业发展的趋势,盛装高压天然气、高压氢气的高压燃料气瓶是其关键部件之一。在介绍车用高压燃料气瓶特点、发展历史和发展趋势的基础上,对比了国内外研究现状,分析了我国面临的挑战。

关键词 车用高压燃料气瓶 车用高压天然气气瓶 车用高压氢气瓶

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内压作用下车载储氢瓶抗典型破片冲击数值模拟研究 被引量：4

6

作者 张涛 贾鑫 +3 位作者 黄正祥 王宇 王瑞聪 魏小凯 《压力容器》 北大核心 2023年第12期1-9,21,共10页

针对大质量低速破片对典型车载Ⅲ型储氢瓶的冲击行为,利用LS-DYNA有限元仿真软件建立了典型车载储氢瓶的破片冲击模型,重点研究了在不同内压及破片与瓶体不同夹角下气瓶的冲击响应,并探讨了其损伤数据的变化规律。结果表明:内压与损伤... 针对大质量低速破片对典型车载Ⅲ型储氢瓶的冲击行为,利用LS-DYNA有限元仿真软件建立了典型车载储氢瓶的破片冲击模型,重点研究了在不同内压及破片与瓶体不同夹角下气瓶的冲击响应,并探讨了其损伤数据的变化规律。结果表明:内压与损伤深度及损伤面积都呈现出显著的负相关的关系,总体上呈现先急后缓的趋势,可见内压对于储氢瓶起到了一定的保护作用;当破片与瓶体夹角为90°时,气瓶被穿透,破片着靶角度45°比着靶角度0°对气瓶损伤效果更低;当储氢瓶内压较高时,由于纤维层被破坏,内压会对气瓶造成损伤。由此可见,内压对储氢瓶的防护效果的影响是显著的,但由于碳纤维材料特性,其防护能力较低,建议实际使用时添加外部防护单元。 展开更多

关键词 储氢瓶 碳纤维增强复合材料 冲击损伤 内部压力 数值模拟

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气瓶压力循环试验介质选用分析

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作者 李昱 符栋梁 《化工装备技术》 CAS 2019年第3期14-16,共3页

根据GB/T9252-2017《气瓶压力循环试验方法》标准的规定,试验用的循环介质应选用黏度合适、性能稳定,且不会损坏受试气瓶开裂后的断口,并适应试验装置要求的液压油、水或其他非腐蚀性液体。采用水和液压油对同批次气瓶进行压力循环试验... 根据GB/T9252-2017《气瓶压力循环试验方法》标准的规定,试验用的循环介质应选用黏度合适、性能稳定,且不会损坏受试气瓶开裂后的断口,并适应试验装置要求的液压油、水或其他非腐蚀性液体。采用水和液压油对同批次气瓶进行压力循环试验,研究了不同试验介质对于气瓶疲劳失效次数的影响。 展开更多

关键词 气瓶 压力循环试验 液压油

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长管拖车缠绕气瓶纤维层冲击损伤的数字射线检测 被引量：4

8

作者 黄良 金明哲 +2 位作者 何琦 王骞 柴森 《压力容器》 北大核心 2020年第3期56-64,共9页

采用缠绕气瓶替代钢制无缝气瓶是长管拖车轻量化的重要手段之一,但对于缠绕气瓶缠绕层因冲击造成的内部损伤,目前仍缺少成熟有效的检测手段。采用数字射线检测方法,针对玻璃纤维缠绕层冲击损伤造成的分层和危害较大的纤维断裂进行了试... 采用缠绕气瓶替代钢制无缝气瓶是长管拖车轻量化的重要手段之一,但对于缠绕气瓶缠绕层因冲击造成的内部损伤,目前仍缺少成熟有效的检测手段。采用数字射线检测方法,针对玻璃纤维缠绕层冲击损伤造成的分层和危害较大的纤维断裂进行了试验研究。试验表明,采用数字射线检测能够有效检测最小深度为0.5 mm模拟纤维环向断裂刻槽和0.25 mm的模拟纤维轴向断裂刻槽;此外,还通过试验验证增加补偿块的方式,能极大地改善缠绕层分层部位的一次切向透照成像质量,进而提高检测效率。 展开更多

关键词 长管拖车 缠绕气瓶 数字射线检测

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LNG车用气瓶颈管结构参数优化 被引量：8

9

作者 陆怡 孙志冬 张琪 《压力容器》 2016年第7期32-41,共10页

运用ANSYS有限元软件对不同颈管尺寸参数的气瓶模型进行应力分析和评定,在满足强度要求的前提下,对相应颈管尺寸的气瓶进行绝热性能分析。采用正交试验方法,分析各因素对气瓶绝热性能的影响规律,确定了最优的设计方案,为不同型号LNG气... 运用ANSYS有限元软件对不同颈管尺寸参数的气瓶模型进行应力分析和评定,在满足强度要求的前提下,对相应颈管尺寸的气瓶进行绝热性能分析。采用正交试验方法,分析各因素对气瓶绝热性能的影响规律,确定了最优的设计方案,为不同型号LNG气瓶颈管的结构尺寸参数设计提供参考。 展开更多

关键词 LNG车用气瓶颈管 结构参数 优化设计

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车载LNG气瓶尾端支撑结构传热比较 被引量：5

10

作者 由宏新 刘培启 +4 位作者 孔闯 刘召 古海波 宋薛思 韩冰 《压力容器》 2017年第10期20-26,共7页

利用有限元模拟了500 L车载LNG气瓶尾端支撑结构在稳态导热下的温度场分布,并对十字形、圆盘形和碗形3种不同的支撑结构漏热量进行分析。通过改变3种支撑结构的支撑板尺寸,对比3种结构的传热量发现:十字形支撑和圆盘形支撑的支撑板尺寸... 利用有限元模拟了500 L车载LNG气瓶尾端支撑结构在稳态导热下的温度场分布,并对十字形、圆盘形和碗形3种不同的支撑结构漏热量进行分析。通过改变3种支撑结构的支撑板尺寸,对比3种结构的传热量发现:十字形支撑和圆盘形支撑的支撑板尺寸改变会造成漏热量的显著变化,而碗形支撑的漏热量对支撑碗直径的变化较不敏感;且碗形支撑的整体漏热水平显著高于十字形支撑和圆盘形支撑。 展开更多

关键词 车载LNG气瓶 支撑结构 有限元分析

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环缠绕钢内胆复合气瓶轴向破裂原因分析 被引量：2

11

作者 由宏新 戴行涛 +3 位作者 秦胤康 韩冰 周一卉 胡军 《压力容器》 2016年第6期38-44,共7页

为了研究环缠绕钢内胆复合气瓶(CNG-Ⅱ)轴向破裂原因,对实际CNG-Ⅱ气瓶水压爆破试验中出现轴向破裂的气瓶进行有限元分析。对比水压爆破试验结果和有限元分析结果,验证有限元建模的准确性。在此基础上,对受试气瓶进行应力分析,研究气瓶... 为了研究环缠绕钢内胆复合气瓶(CNG-Ⅱ)轴向破裂原因,对实际CNG-Ⅱ气瓶水压爆破试验中出现轴向破裂的气瓶进行有限元分析。对比水压爆破试验结果和有限元分析结果,验证有限元建模的准确性。在此基础上,对受试气瓶进行应力分析,研究气瓶内胆和缠绕层的应力分布,得出气瓶在爆破压力下,内胆筒体段轴向应力大于环向应力,产生超压破坏,发生轴向破裂。 展开更多

关键词 CNG-Ⅱ气瓶 水压爆破试验 有限元分析 应力分析

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长管拖车气瓶用4130X钢的应变疲劳特性及寿命预测 被引量：12

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作者 王淞 赵建平 《压力容器》 北大核心 2020年第3期9-14,共6页

研究了长管拖车钢制无缝气瓶用材料4130X在4种不同应变幅控制下的低周应变-疲劳特性,分别对其循环应力-应变关系、应力-应变迟滞回线及疲劳寿命预测等进行研究,着重分析4130X钢的疲劳循环软化行为,提出了考虑循环软化作用的疲劳寿命预... 研究了长管拖车钢制无缝气瓶用材料4130X在4种不同应变幅控制下的低周应变-疲劳特性,分别对其循环应力-应变关系、应力-应变迟滞回线及疲劳寿命预测等进行研究,着重分析4130X钢的疲劳循环软化行为,提出了考虑循环软化作用的疲劳寿命预测修正模型。 展开更多

关键词 长管拖车气瓶 4130X 应变疲劳 循环软化 寿命预测

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抗拉强度1100MPa以上高强度气瓶的研究 被引量：3

13

作者 吴传潇 马夏康 +1 位作者 尹谢平 毛剑峰 《压力容器》 2017年第5期9-16,共8页

通过研究抗拉强度1100 MPa以上高强度气瓶钢,采用ISO 9809-2:2010壁厚计算公式和有限元技术,对ф229 mm,50 L高强度气瓶进行了设计与分析;并通过"未爆先漏(LBB)"试验对设计进行了验证。结果表明,34CrMo4H高强度气瓶钢在870℃... 通过研究抗拉强度1100 MPa以上高强度气瓶钢,采用ISO 9809-2:2010壁厚计算公式和有限元技术,对ф229 mm,50 L高强度气瓶进行了设计与分析;并通过"未爆先漏(LBB)"试验对设计进行了验证。结果表明,34CrMo4H高强度气瓶钢在870℃加热、水介质冷却淬火、570~600℃回火空冷热处理条件下,能够满足1100 MPa以上高强度气瓶的设计要求;高强度气瓶的壁厚设计按照ISO 9809-2:2010公式是合理的,但凹底厚度应结合有限元技术进行分析确定,不能直接取值为2倍最小设计壁厚;与GB 5099—1994标准设计相比,高强度气瓶的空瓶质量降低20%以上,实现了气瓶的轻量化,并大大提高了气体充装量;预制裂纹疲劳试验次数在11000次左右,疲劳寿命接近完好气瓶规定值12000次的水平。预制裂纹爆破试验表明,当采用爆破试验方法时预制裂纹深度为实际壁厚的75%左右,当采用疲劳试验方法时预制裂纹深度为实际壁厚的60%~70%,试验结果均能够满足设计要求。 展开更多

关键词 高强度气瓶 未爆先漏(LBB) 34CrMo4H 有限元技术 轻量化 预制裂纹

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车用压缩天然气气瓶爆炸事故原因分析 被引量：9

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作者 方敏 刘献游 吕涛 《压力容器》 2015年第12期38-42,共5页

一燃料为压缩天然气(CNG)的车辆发生了CNG气瓶爆炸事故。为了解事故原因,确认是车辆自燃引起CNG气瓶爆炸,还是由于CNG气瓶爆炸而引起车辆燃烧,对爆炸后的气瓶残骸进行了试验检测与分析。经过对爆炸气瓶不同区域的化学成分分析、常温拉... 一燃料为压缩天然气(CNG)的车辆发生了CNG气瓶爆炸事故。为了解事故原因,确认是车辆自燃引起CNG气瓶爆炸,还是由于CNG气瓶爆炸而引起车辆燃烧,对爆炸后的气瓶残骸进行了试验检测与分析。经过对爆炸气瓶不同区域的化学成分分析、常温拉伸试验和显微金相检测,并根据爆炸气瓶残骸试验检测结果进行综合分析,最终确定了事故发生原因。 展开更多

关键词 CNG气瓶 车辆燃烧 气瓶爆炸 原因分析

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节能气动系统特性研究 被引量：3

15

作者 李建藩 田新国 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1990年第6期52-58,共7页

关键词 节能 气动系统 特性 蓄气瓶

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大型塔器设计、制造、运输及吊装注意点 被引量：3

16

作者 张明 《化工装备技术》 CAS 2019年第3期17-20,共4页

简要阐述了大型塔器设计、制造、运输及吊装过程中的问题,包括各种工况下的计算载荷,塔体稳定性校核,地脚螺栓的选择等,并对这些问题进行了简单的分析和总结。

关键词 大型塔器 设计 制造 运输 吊装

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高压气瓶用34CrMo4钢的抗氢脆性能及影响因素 被引量：6

17

作者 尹谢平 吴传潇 +1 位作者 蒋锡军 高增梁 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期23-27,32,共6页

为保证具有氢脆风险的高压气瓶的安全使用,对国内两个钢厂生产的高压气瓶用34CrMo4钢进行了化学成分分析、力学性能测试和抗氢脆性能试验,对比研究了不同厂家34CrMo4钢的抗氢脆性能及影响因素。结果表明:不同钢厂生产的34CrMo4钢中的主... 为保证具有氢脆风险的高压气瓶的安全使用,对国内两个钢厂生产的高压气瓶用34CrMo4钢进行了化学成分分析、力学性能测试和抗氢脆性能试验,对比研究了不同厂家34CrMo4钢的抗氢脆性能及影响因素。结果表明:不同钢厂生产的34CrMo4钢中的主要化学成分基本一致,但由于钢中气体元素氧、氮、氢,有害元素磷、硫和微量元素(钒+铌+钛+硼+锆)的含量,非金属夹杂物级别,以及钢的冲击性能相差较大,导致其通过氢脆试验的抗拉强度不同,分别为901,968 MPa,对应的最大氢脆化指数分别为1.93,1.92;对具有氢脆风险的高压气瓶,除应限定材料最大抗拉强度与屈强比外,还应限定有害元素磷、硫和微量元素(钒+铌+钛+硼+锆)的含量。 展开更多

关键词 氢脆 氢脆化指数 圆盘片试验 高压气瓶 34CrMo4钢

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提高液化石油气钢瓶表面涂覆质量的有效途径

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作者 陈仲权 《机电工程技术》 2002年第z1期163-165,共3页

针对国内液化石油气钢瓶表面涂覆质量存在的问题进行分析,提出电弧喷涂(锌)工艺是提高涂层质量的有效方法并简述其工艺过程。

关键词 液化石油气钢瓶 表面涂覆 质量 电弧喷锌 工艺

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环缠绕钢内胆气瓶爆破失效分析 被引量：4

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作者 尹谢平 徐淑芳 《压力容器》 2016年第10期38-44,共7页

为了研究环缠绕钢内胆气瓶(CNG-Ⅱ气瓶)爆破失效原因,对制造过程中爆破失效的钢内胆气瓶断口、材料化学成分、力学性能、内外表面无损检测和金相组织进行试验研究和分析,对钢管热轧、热扩和冷拔工艺进行分析。结果表明,环缠绕钢内胆气... 为了研究环缠绕钢内胆气瓶(CNG-Ⅱ气瓶)爆破失效原因,对制造过程中爆破失效的钢内胆气瓶断口、材料化学成分、力学性能、内外表面无损检测和金相组织进行试验研究和分析,对钢管热轧、热扩和冷拔工艺进行分析。结果表明,环缠绕钢内胆气瓶爆破失效的原因为:钢管终轧温度高、冷却速度慢导致化学成分偏析的钢管出现网状碳化物;热扩推挤速度快造成钢管加热时间不足,使钢管在低于工艺要求温度下热扩,导致存在网状碳化物的钢管开裂,形成孔洞和裂纹,冷拔加速材料内部孔洞和裂纹扩展;气瓶在水压试验或水压爆破试验中因材料中的孔洞或裂纹快速扩展出现爆破失效。 展开更多

关键词 CNG—Ⅱ气瓶 钢内胆气瓶 水压试验 水压爆破试验 失效分析

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冲拔式调质热处理高压气瓶局部开裂的失效分析 被引量：3

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作者 尹谢平 黄国根 柯晓涛 《压力容器》 2017年第3期57-64,共8页

为了研究冲拔式高压气瓶调质热处理后局部开裂失效原因,对调质热处理后开裂的高压气瓶材料的化学成分、力学性能、宏观和微观断口和金相组织进行试验研究和分析,并对高压气瓶制造过程进行分析。结果表明,在拔伸过程中,滚动环模中使用不... 为了研究冲拔式高压气瓶调质热处理后局部开裂失效原因,对调质热处理后开裂的高压气瓶材料的化学成分、力学性能、宏观和微观断口和金相组织进行试验研究和分析,并对高压气瓶制造过程进行分析。结果表明,在拔伸过程中,滚动环模中使用不合格的锡青铜套,当瓶坯通过滚动环模时,滚动环模内的铜套因转动磨损或掉块,磨损的铜粉或掉块掉落到温度1000℃左右的瓶坯上,被滚动环模压入到瓶体上,并且瓶坯通过时横向摆动,铜粉在气瓶上呈横向或斜向分布。带有铜粉或铜块的气瓶,在调质热处理温度870℃加热过程中,铜元素向内表面扩散,淬火快速冷却时,产生铜脆开裂。 展开更多

关键词 高压气瓶 冲拔 调质热处理(Q+T) 开裂 失效分析

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