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钛薄壁内衬纤维缠绕气瓶的疲劳设计与ANSYS分析
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作者 李玉峰 赵积鹏 +1 位作者 者鹏 王江伟 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第3期980-988,共9页
为了研究复合材料气瓶的疲劳寿命特性,以钛材TA1为内衬、碳纤维T1000/环氧树脂BA202为复合层的30 MPa、50 L高压气瓶作为研究对象,介绍了卫星用气瓶疲劳设计方法和疲劳寿命影响因素,为其疲劳设计提供了参考。利用循环疲劳理论,结合基于... 为了研究复合材料气瓶的疲劳寿命特性,以钛材TA1为内衬、碳纤维T1000/环氧树脂BA202为复合层的30 MPa、50 L高压气瓶作为研究对象,介绍了卫星用气瓶疲劳设计方法和疲劳寿命影响因素,为其疲劳设计提供了参考。利用循环疲劳理论,结合基于多层缠绕的ANSYS仿真建模方法获取了内衬总应变,预测出复合材料高压气瓶循环加泄压的疲劳寿命,计算疲劳极限。通过气瓶疲劳极限实测值,壁厚0.8 mm钛内衬气瓶疲劳极限实测值为378次,计算值与实测值吻合。研究结果表明,复合材料气瓶疲劳设计方法正确;自紧处理能够扩大气瓶弹性工作范围,提高疲劳寿命;疲劳设计中往往以泄压后内衬残余压应力不超过材料屈服极限所对应的内压载荷为最佳自紧压力。 展开更多
关键词 高压气瓶 碳纤维缠绕气瓶 循环疲劳寿命 疲劳失效 自紧处理
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基于能谱分布的复合材料气瓶损伤模态声发射信号量化识别方法
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作者 夏文彪 张颖 +3 位作者 顾建平 张延兵 王浩泽 杨明扬 《无损检测》 2026年第1期56-62,共7页
针对复合材料气瓶典型损伤信号特征各异、难以区分的问题,对预制缺陷的复合材料Ⅲ型气瓶进行水压试验的声发射监测分析。首先,划分复合材料Ⅲ型气瓶损伤阶段,提取典型损伤信号;然后以提取到的损伤信号为对象,统计声发射特征参量范围;最... 针对复合材料气瓶典型损伤信号特征各异、难以区分的问题,对预制缺陷的复合材料Ⅲ型气瓶进行水压试验的声发射监测分析。首先,划分复合材料Ⅲ型气瓶损伤阶段,提取典型损伤信号;然后以提取到的损伤信号为对象,统计声发射特征参量范围;最后,通过连续小波变换及小波包分解,绘制小波包能量分布直方图,定义多频段能量占比特征参数P1、P2,分析基体开裂信号SK、纤维断裂信号SD的频段占比规律。试验结果表明,小波包能量谱的分布规律能较好表征复合材料Ⅲ型气瓶的损伤类型,当信号满足P1>0.73、P2<0.10时,损伤信号为SK信号;信号满足P1<0.27、P2>0.42时,损伤信号为SD信号。结论可为复合材料气瓶安全检测提供参考。 展开更多
关键词 复合材料气瓶 模态声发射 小波包能量谱 小波变换
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热处理工艺对钢质无缝气瓶水爆破影响的分析讨论
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作者 杨海涵 马利峰 +2 位作者 赵杰 祖宁 郭勇 《化工与医药工程》 2026年第1期57-64,共8页
研究探讨了不同热处理工艺对钢制无缝气瓶水爆破值的影响。实验通过对比正火、调质、两次淬火+回火的热处理工艺,分析热处理后钢瓶材料的微观组织和力学性能,采用有限元方法结合材料分析钢瓶的爆破压力和应力分布,并与现有经验公式的计... 研究探讨了不同热处理工艺对钢制无缝气瓶水爆破值的影响。实验通过对比正火、调质、两次淬火+回火的热处理工艺,分析热处理后钢瓶材料的微观组织和力学性能,采用有限元方法结合材料分析钢瓶的爆破压力和应力分布,并与现有经验公式的计算结果对比分析。研究了热处理后钢瓶性能参数与爆破压力之间的关联性。结果表明,合理的热处理工艺可显著提高气瓶的爆破压力值,钢瓶抗拉强度相同条件下调质热处理方式比正火热处理方式气瓶爆破压力值表现更优。调质热处理中在不改变淬火温度下,降低回火温度能有效提高气爆破压力值。研究了钢瓶抗拉强度1100 MPa以上且相同条件下经不同热处理方式冲击功与气爆破压力值成正相关。研究为优化钢制无缝气瓶热处理工艺提供了理论依据和实践指导。 展开更多
关键词 钢制无缝气瓶 热处理 水爆破实验 爆破压力 微观组织 力学性能
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基于响应面分析的车载气瓶加氢过程温升预测研究
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作者 赵钰 全兵 +3 位作者 吴刚 李红 宋满华 李炜 《石油化工设备》 2026年第1期17-23,共7页
为准确分析车载气瓶加氢过程的温度变化,保障加氢安全与效率,文中首先基于实际工况,考虑氢气的负焦耳-汤姆逊效应和气体-瓶体-大气之间的传热影响,结合NIST数据库氢气气体模型,建立加氢过程的流动与传热模型。基于该模型,结合响应面分析... 为准确分析车载气瓶加氢过程的温度变化,保障加氢安全与效率,文中首先基于实际工况,考虑氢气的负焦耳-汤姆逊效应和气体-瓶体-大气之间的传热影响,结合NIST数据库氢气气体模型,建立加氢过程的流动与传热模型。基于该模型,结合响应面分析法,以充装至95%满充率(SOC)下的加氢时间、瓶内温度与压力为研究目标,建立加氢质量流量、加注氢气温度、初始瓶内压力与温度的多因素预测模型,并通过多项式拟合得到车载气瓶加氢最终温度的计算模型。仿真结果验证了模型的合理性,响应面分析显示该模型拟合度高,所得到的预测精度优。研究为加氢过程的车载气瓶内的温度与压力计算提供了参考,并为实际加氢过程的控制算法奠定了基础。 展开更多
关键词 车载气瓶 加注 仿真 响应面分析
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基于深度学习的气瓶检验流水线改进设想与实现方法
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作者 曾凡小 詹建荣 +1 位作者 龚思璠 刘崇石 《特种设备安全技术》 2026年第1期24-26,31,共4页
为提升气瓶检验工作的安全性、可靠性与可追溯性,本研究针对气瓶检验流水线中内部检测与气密性试验环节存在的技术短板,提出基于深度学习的智能化改进设想与实现方法。通过集成ResNet图像识别模型与PointNet三维点云处理技术,构建双模... 为提升气瓶检验工作的安全性、可靠性与可追溯性,本研究针对气瓶检验流水线中内部检测与气密性试验环节存在的技术短板,提出基于深度学习的智能化改进设想与实现方法。通过集成ResNet图像识别模型与PointNet三维点云处理技术,构建双模态检测系统,实现气瓶内部检测与气密性试验泄漏识别的自动化判定。采用工业内窥镜与深度相机阵列采集检测数据,结合标准化数据库与可视化人机交互软件,形成气瓶内部检测、气密性试验可追溯电子档案。本研究为气瓶检验智能化转型提供了技术支撑,对提升检验效率与精度、降低检验人员职业风险、减少气瓶事故、保障公共安全具有显著的实践意义。 展开更多
关键词 气瓶检验 深度学习 ResNet模型 PointNet模型 流水线改进
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焊接气瓶用热轧卷板HP345产品开发
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作者 王超 李维华 《金属材料与冶金工程》 2026年第1期16-18,23,共4页
针对焊接气瓶用热轧卷板HP345无法实现批量生产的问题,通过采取化学成分优化设计,转炉冶炼、LF精炼、连铸、热轧等相关工艺参数调整,进行试生产研究。结果表明:工艺优化调整后生产的热轧卷板HP345,材料的组织类型为铁素体+珠光体,其化... 针对焊接气瓶用热轧卷板HP345无法实现批量生产的问题,通过采取化学成分优化设计,转炉冶炼、LF精炼、连铸、热轧等相关工艺参数调整,进行试生产研究。结果表明:工艺优化调整后生产的热轧卷板HP345,材料的组织类型为铁素体+珠光体,其化学成分、力学性能、微观组织均满足GB/T 6653—2017《焊接气瓶用钢板和钢带》标准要求;材料的屈服强度为365 MPa、抗拉强度为542 MPa、-40℃低温冲击功为52 J。 展开更多
关键词 HP345 热轧卷板 焊接气瓶 品种钢开发 质量控制
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非线性超声技术在气瓶早期疲劳损伤检测中的可行性研究 被引量:1
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作者 祖宁 郭勇 +4 位作者 杨飒 李雪峥 王恒 王璇 牛卫飞 《化工设备与管道》 北大核心 2025年第3期9-15,共7页
文章采用非线性超声导波二次谐波法,研究了高强度气瓶在使用过程中的疲劳损伤行为。实验利用RAM-5000 SNAP声学测试系统,针对在原始状态和疲劳损伤状态下的同一气瓶进行了非线性超声检测,结果显示该气瓶在疲劳后所测得的非线性系数明显... 文章采用非线性超声导波二次谐波法,研究了高强度气瓶在使用过程中的疲劳损伤行为。实验利用RAM-5000 SNAP声学测试系统,针对在原始状态和疲劳损伤状态下的同一气瓶进行了非线性超声检测,结果显示该气瓶在疲劳后所测得的非线性系数明显高于原始状态,这表明气瓶在服役过程中由于疲劳损伤引发了材料非线性效应的增强。通过采用该技术,可以为气瓶早期疲劳损伤的检测提供有效方法,为气瓶的安全运行保障提供技术支撑。 展开更多
关键词 非线性超声技术 气瓶疲劳损伤 疲劳寿命
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气瓶安全监察规定
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《中华人民共和国国务院公报》 北大核心 2003年第30期35-40,共6页
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局令第46号《气瓶安全监察规定》已经2003年4月3日国家质量监督检验检疫总局局务会议审议通过,现予公布,自2003年6月1日起施行。
关键词 气瓶安全监察规定》 气瓶安全监察工作 气瓶设计 气瓶制造 监督检验 气瓶充装 气瓶定期检验
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IG541消防气瓶爆炸原因分析
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作者 姜勇 钱承锦 +1 位作者 仲卫星 巩建鸣 《压力容器》 北大核心 2025年第12期48-53,共6页
针对IG541(组分为52%N_(2)+40%Ar+8%CO_(2))消防气瓶发生爆炸问题,采用宏观检查、材质成分分析、力学性能分析、金相组织分析、断口形貌分析、腐蚀产物分析,以及气瓶气体水含量分析等手段,分析其失效原因。结果表明:气瓶材质、力学性能... 针对IG541(组分为52%N_(2)+40%Ar+8%CO_(2))消防气瓶发生爆炸问题,采用宏观检查、材质成分分析、力学性能分析、金相组织分析、断口形貌分析、腐蚀产物分析,以及气瓶气体水含量分析等手段,分析其失效原因。结果表明:气瓶材质、力学性能均符合标准GB/T 18248—2008的规定,充装的消防气体中水含量达到80×10^(-4)%,为标准GB 20128—2006规定上限值的16倍,导致气瓶中上部的内壁长期处于潮湿的CO_(2)环境,引起应力腐蚀开裂(SCC),最终发生爆炸。通过该起消防气瓶爆炸原因分析,可为含CO_(2)及其他具有腐蚀风险气体的气瓶灌装及检验提供借鉴。 展开更多
关键词 消防气瓶 CO_(2) 应力腐蚀开裂(SCC) 爆炸
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纤维缠绕气瓶生产单位鉴定评审中发现的典型问题及改进建议
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作者 王兴胜 徐春 +1 位作者 黄强华 马殿国 《中国特种设备安全》 2025年第11期41-43,49,共4页
纤维缠绕气瓶是一种利用纤维增强复合材料制成的高压容器,具有轻量化、高强度、耐腐蚀等特点,是高压气体储运的发展方向,尤其在氢能源领域潜力巨大。本文通过对2019—2024年33家纤维缠绕气瓶生产单位许可鉴定评审中发现的典型问题进行... 纤维缠绕气瓶是一种利用纤维增强复合材料制成的高压容器,具有轻量化、高强度、耐腐蚀等特点,是高压气体储运的发展方向,尤其在氢能源领域潜力巨大。本文通过对2019—2024年33家纤维缠绕气瓶生产单位许可鉴定评审中发现的典型问题进行梳理分析,指出了纤维缠绕气瓶生产单位存在的质量风险,并针对存在的典型问题,给出改进建议,为纤维缠绕气瓶生产单位、鉴定评审机构和监督检验机构提供参考。 展开更多
关键词 纤维缠绕气瓶 鉴定评审 质量风险
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大椭球比扁平复合材料气瓶的疲劳寿命特性研究
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作者 李玉峰 马天驹 《压力容器》 北大核心 2025年第3期44-53,共10页
针对大椭球比扁平复合材料气瓶的疲劳失效问题,以TA1钛合金为超薄壁内衬(0.8 mm)、碳纤维/环氧树脂为复合材料层、椭球比为2.3∶1的扁平复合材料气瓶为研究对象,分析影响气瓶疲劳失效的主要因素。结合寿命预测模型,确定了气瓶的疲劳寿... 针对大椭球比扁平复合材料气瓶的疲劳失效问题,以TA1钛合金为超薄壁内衬(0.8 mm)、碳纤维/环氧树脂为复合材料层、椭球比为2.3∶1的扁平复合材料气瓶为研究对象,分析影响气瓶疲劳失效的主要因素。结合寿命预测模型,确定了气瓶的疲劳寿命、疲劳失效位置及其变化规律,并开展试验验证。结果表明:疲劳寿命预测结果与试验结果吻合率达93%;采用实体单元SOLID185与壳单元SHELL181组合建模方法,可有效模拟多层铺设结构的疲劳寿命;大变形扁平气瓶在升/泄压过程中,内衬弹性变形随压力降低可回弹,其永久塑性变形和材料断裂应变直接影响疲劳寿命;选择最佳自紧压力有助于扩大气瓶弹性工作范围,当自紧压力从18 MPa增加至24 MPa时,疲劳寿命由99次提高至304次,提升幅度达207%。研究成果可为大椭球比扁平复合材料气瓶的研制提供参考。 展开更多
关键词 复合材料气瓶 疲劳寿命 椭球比 扁平异形
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钢质无缝气瓶失效原因分析及对策
12
作者 王恒 黄小宇 +1 位作者 马中强 魏玉顺 《石油化工设备》 2025年第5期74-79,共6页
通过采用宏观检查、化学成分分析、金相组织分析、扫描电镜及能谱分析等多种技术手段,对一起非法改装钢质无缝气瓶的爆炸事故进行了失效分析。结果显示,事故原因主要包括,采用焊接方法对不允许施焊的高强钢37Mn无缝气瓶进行改造、环焊... 通过采用宏观检查、化学成分分析、金相组织分析、扫描电镜及能谱分析等多种技术手段,对一起非法改装钢质无缝气瓶的爆炸事故进行了失效分析。结果显示,事故原因主要包括,采用焊接方法对不允许施焊的高强钢37Mn无缝气瓶进行改造、环焊缝及接管角焊缝整周未焊透、存在非金属夹杂物等危害性焊接缺陷。改造后该气瓶用于挖掘机液压系统的高周疲劳载荷工况,最终导致气瓶爆炸。研究结果可为气瓶安全使用规范制定、非法改装监管及焊接工艺改进提供参考。 展开更多
关键词 无缝气瓶 爆炸 焊接 37Mn钢 高周疲劳 焊接缺陷
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气瓶的危害及其防护
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作者 佛显浩 丁法盈 《安防科技(安全经理人)》 2004年第12期53-53,共1页
气瓶是一种应用广泛的流动式压力容器,其自身的特点,决定了它存在的危险性。本文按气瓶内充装气体的化学性质、状态的不同将危险性进行分类,同时介绍预防措施。
关键词 高压气瓶 液化气瓶 气瓶 易燃气瓶 有毒气瓶 危害 防护
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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 车用高压天然气瓶 车用高压氢气瓶
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物联网技术在气瓶充装领域中的应用
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作者 董元良 《西部特种设备》 2025年第5期50-58,共9页
近年来,气瓶安全事件频发,给人民群众的生命财产造成了极大的危害,国家多个部门下发了文件对气瓶质量安全工作进行部署。本文阐述了物联网技术在气瓶质量安全领域中的应用,通过将物联网技术与气瓶充装相结合,充装站质量安全管理和具体... 近年来,气瓶安全事件频发,给人民群众的生命财产造成了极大的危害,国家多个部门下发了文件对气瓶质量安全工作进行部署。本文阐述了物联网技术在气瓶质量安全领域中的应用,通过将物联网技术与气瓶充装相结合,充装站质量安全管理和具体充装环节产生了巨大变化,并且取得显著成效。同时,作者分析了目前物联网技术存在的壁垒、标准不统一等困境,并提出了相应的解决措施。 展开更多
关键词 物联网技术 气瓶 气瓶质量安全
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基于纤维强度折减效应的Ⅳ型气瓶爆破失效分析方法研究 被引量:1
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作者 李瑞奇 胡海晓 +6 位作者 李书欣 陈宏达 曹东风 刘昊 郑凯东 张宇 刘锐 《复合材料学报》 北大核心 2025年第5期2578-2593,共16页
复合材料储氢气瓶是高压气态储氢最有效的解决方案,其中塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶(Ⅳ型气瓶)是储氢气瓶发展的重要方向。精确预测Ⅳ型气瓶的爆破压力与失效方式是Ⅳ型气瓶轻量化设计的基础。目前气瓶失效预测方法多基于传统层合模型建立... 复合材料储氢气瓶是高压气态储氢最有效的解决方案,其中塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶(Ⅳ型气瓶)是储氢气瓶发展的重要方向。精确预测Ⅳ型气瓶的爆破压力与失效方式是Ⅳ型气瓶轻量化设计的基础。目前气瓶失效预测方法多基于传统层合模型建立,未考虑螺旋缠绕过程中纤维交叉起伏形态影响。本文基于数值和实验方法,探究了纤维起伏形态对纤维拉伸强度的影响规律,进而发展了一种考虑纤维强度折减效应的Ⅳ型气瓶折减分析方法。使用该方法预测3种铺层Ⅳ型气瓶的爆破压力和失效模式,并与不考虑纤维强度折减效应的传统分析方法进行对比。通过开展气瓶爆破实验,验证了考虑折减分析方法能更准确预测气瓶失效位置与形式,减小爆破压力预测误差,最大误差从+15.42%降低到+6.07%。 展开更多
关键词 复合材料 Ⅳ型气瓶 交叉起伏 强度折减 爆破失效
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火烧环境无隔热气瓶超压工程预测模型构建
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作者 韩冰 戴行涛 +3 位作者 刘岩 闫兴清 李岳 喻健良 《压力容器》 北大核心 2025年第4期41-47,共7页
针对火烧环境下气瓶受热快速升温引发的承压能力降低问题,以无隔热气瓶为研究对象,利用热力学、传热学、材料力学等理论,通过合理简化及假设,构建气瓶内部超压及破裂工程预测模型。基于Matlab软件编制模型计算程序,选取3组天然气气瓶火... 针对火烧环境下气瓶受热快速升温引发的承压能力降低问题,以无隔热气瓶为研究对象,利用热力学、传热学、材料力学等理论,通过合理简化及假设,构建气瓶内部超压及破裂工程预测模型。基于Matlab软件编制模型计算程序,选取3组天然气气瓶火烧试验作为算例,调用REFPROP软件确定不同温度和压力下的甲烷物性参数,并将模型计算结果与试验值进行对比。结果表明,模型计算结果可靠性的关键是火焰温度和火焰向壁面对流传热系数的设置,现有文献推荐的火焰温度和对流传热系数使得计算值显著高于试验值。当火焰温度设置为1000 K,对流传热系数设置为15W/(m2·K)时,3组算例计算得到的气瓶内气体压力与试验值较为吻合。研究结果可为量化火烧环境无隔热气瓶的传热及材料强度失效机制提供参考。 展开更多
关键词 气瓶 无隔热 超压 火烧环境 工程模型
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高校实验室气瓶全生命周期风险评价与管控
18
作者 王涵铎 刘宏 +3 位作者 白向玉 陈小雨 王紫伟 王丽萍 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第2期249-257,共9页
为保障气瓶安全使用,对高校实验室气瓶全生命周期风险进行了辨识、评价与管控研究。采用WBS-RBS方法对实验室气瓶从采购至报废等全生命周期进行风险辨识;在对风险进行评估的同时,利用三维风险矩阵与Borda序值法对评估结果进行数据处理,... 为保障气瓶安全使用,对高校实验室气瓶全生命周期风险进行了辨识、评价与管控研究。采用WBS-RBS方法对实验室气瓶从采购至报废等全生命周期进行风险辨识;在对风险进行评估的同时,利用三维风险矩阵与Borda序值法对评估结果进行数据处理,得到风险事件重要度排序表;依据排序结果设计了高校实验室气瓶风险管控与应急系统。实践表明:风险事件重要度排序具有较高的可信度;设计的气瓶风险管控与应急系统有效提高了高校实验室气瓶安全的物防与技防水平,试运行期间成功监测到了2起气体泄漏事件并自动触发报警与应急响应功能。该系统为提高实验室气瓶安全性提供了新思路。 展开更多
关键词 高校实验室气瓶 工作-风险分解结构 三维风险矩阵 波达计数法 智能管控系统
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缠绕层裂纹对铝内胆碳纤维复合材料气瓶爆破性能的影响
19
作者 吴乔国 曹昌龙 +7 位作者 祖磊 张骞 张桂明 扶建辉 周立川 潘和林 李德宝 王华毕 《复合材料学报》 北大核心 2025年第9期5378-5391,共14页
为了研究筒身缠绕层裂纹对铝内胆碳纤维复合材料气瓶爆破性能的影响规律,开展了铝内胆碳纤维复合材料气瓶的缠绕设计和制备,通过预制筒身缠绕层轴向裂纹和进行气瓶水压爆破实验,获得了含轴向裂纹气瓶的爆破强度及破坏特征,并与未预制裂... 为了研究筒身缠绕层裂纹对铝内胆碳纤维复合材料气瓶爆破性能的影响规律,开展了铝内胆碳纤维复合材料气瓶的缠绕设计和制备,通过预制筒身缠绕层轴向裂纹和进行气瓶水压爆破实验,获得了含轴向裂纹气瓶的爆破强度及破坏特征,并与未预制裂纹气瓶的水压爆破试验结果进行了比较分析。建立了基于材料渐进损伤和扩展有限元法的铝内胆碳纤维复合材料气瓶爆破强度和破坏模式分析模型,预制和未预制裂纹气瓶的爆破模拟结果与试验吻合较好。分析了预制裂纹对气瓶最外侧和最内侧缠绕层轴向与环向两条路径上单元纤维方向应力,以及轴向裂纹参数对气瓶缠绕层应力及其爆破性能的影响规律。随预制裂纹深度增加,气瓶缠绕层失效面积增加,裂纹深度对气瓶爆破压力降低程度的影响先增大后减小;随预制裂纹长度增加,气瓶缠绕层失效面积增加,裂纹长度对气瓶爆破压力降低程度的影响逐渐减小;随预制裂纹数量增多,气瓶缠绕层总失效面积增加但单条裂纹对应失效面积减少,裂纹数量对气瓶爆破压力降低程度的影响逐渐减小;气瓶筒身段预制裂纹位置变化对缠绕层失效面积及爆破压力的影响较小。 展开更多
关键词 复合材料气瓶 轴向裂纹 爆破强度 参数分析 试验测试 数值模拟
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纤维缠绕复合材料气瓶的发展及其标准情况 被引量:42
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作者 周海成 阮海东 《压力容器》 2004年第9期32-36,共5页
纤维缠绕复合材料气瓶用于呼吸器、车用压缩天然气燃料气瓶及航空航天等领域。本文对复合材料气瓶的发展、标准进展情况以及其关键技术和型式试验等问题作了全面介绍。
关键词 复合气瓶 压缩天然车用燃料气瓶 全缠绕气瓶 环缠绕气瓶 纤维缠绕复合材料
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