全纏繞復(fù)合氣瓶有限元參數(shù)化研究.pdf

1、全纏繞復(fù)合氣瓶具有質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)效率高、氣密性好、可靠性高、負(fù)載工作壽命長(zhǎng)、安全性好的特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，因此對(duì)復(fù)合氣瓶進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)方法的研究具有十分重要的理論意義與工程應(yīng)用價(jià)值。 本文借助ANSYS有限元分析軟件，采用有限元分析方法，對(duì)纖維全纏繞鋁內(nèi)襯復(fù)合氣瓶進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析，探討了復(fù)合氣瓶有限元模型的建立，對(duì)復(fù)合氣瓶有限元分析模型的單元選擇、網(wǎng)格密度、邊界條件、實(shí)常數(shù)的確定等進(jìn)行了研究；采用ANSYS參數(shù)化編程語(yǔ)言(

2、APDL)編制了復(fù)合氣瓶有限元建模、加載和求解以及結(jié)果后處理參數(shù)化有限元分析程序。通過(guò)對(duì)典型的6.8 L復(fù)合呼吸氣瓶的ANSYS有限元結(jié)構(gòu)分析，獲得了復(fù)合氣瓶在預(yù)緊壓力、使用壓力及爆破壓力等條件下的應(yīng)力分布和位移，并根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其結(jié)構(gòu)合理性進(jìn)行了討論；論文還分析了預(yù)緊壓力對(duì)復(fù)合氣瓶承載能力的作用和影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)預(yù)緊壓力可以改善工作壓力下內(nèi)襯和纖維的應(yīng)力分配，可以充分發(fā)揮復(fù)合材料強(qiáng)度高的性能特點(diǎn)，同時(shí)降低內(nèi)襯工作壓力下的應(yīng)力水平，從而可

3、以大幅提高氣瓶的承載能力和疲勞壽命。 本文對(duì)系列全纏繞復(fù)合氣瓶有限元建模的參數(shù)化特征進(jìn)行了分析；利用vC++編寫了復(fù)合氣瓶專用設(shè)計(jì)分析程序，該程序基于ANSYS有限元分析軟件；采用VC對(duì)ANSYS有限元分析軟件封裝的技術(shù)，可在非ANSYS軟件界面中，通過(guò)輸入?yún)?shù)，直接生成系列全纏繞復(fù)合氣瓶有限元分析程序，實(shí)現(xiàn)了全纏繞復(fù)合氣瓶建模、有限元分析計(jì)算和有選擇地提取分析所需計(jì)算結(jié)果等功能。本文發(fā)展的全纏繞復(fù)合氣瓶有限元參數(shù)化分析軟件與方