基于ansys的车用压缩天然气气瓶的应力分析

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对于天然气瓶及天然气来说-般都是世界上公认的-个经济环保情况、然而也是比较热效率高的-次能源作用 .然而在环保日益重要及能源价格高企的-个今天，其是非常的重要性的.及也是不断逐渐被世人所给认识的汽车用压缩天然气气瓶在国内已得到大量使用.主要用于公交车、出租车、运输货车等多种车辆。预计将来还会不断增加 汽车用压缩天然气气瓶属于高压移动式压力容器 ，所盛介质天然气易燃、易爆 。

频繁的充装、储存、运输、使用，加之经常在人1：3密集闹市区流动.-旦发生爆炸，将会导致灾难性事故，给人民生命财产带来严重的损失.对社会安定造成巨大影响。所以在设计气瓶.要知晓其中应力分布情况尤为重要。本文采用 ANSYS软件对气瓶进行分析。能很好的反映气瓶的应力分布 供设计和使用参考1.参数要求车用压缩天然气气瓶在公称工作压力 (200bar1、水压试验压力(300bar)、和设计爆破试验压力(450bar)下的应力.并计算在水压试验压力下瓶体端部局部最大应力和应力集中系数2.分析结构示意图分析所用的几何尺寸见图 1所示图 1分析结构示意图 图 2瓶体材料应力应变曲线3.材料参数瓶体材料基本性能见表 1，其应力-应变曲线见图2。

拉伸强度 屈服强度 热处理系淞 材料牌号 保证值 保证值 伸长率 A 数 CRg Re34CrM04 970Mpa 820Mpa 14% 1.05 209Gpa 0.3O4.分析软件及版本ANSYS10.0。

5.分析模型由于气瓶平面的对称性，选用平面单元-PLANE183单元，并定义单元为轴对称属性 分析中考虑了大变形的几何非线性.在瓶阀螺纹处相接触的单元进行耦合。

6.分析过程和分析结果6.1分析过程过程 1：由0bar加压至 200bar(公称工作压力)。

过程 2：接过程 1，由200bar加压至 300bar；(水压试验压力)。

过程 3：接过程 2，由 300bar加压至450bar(最小设计爆破压力)。

6.2分析结果在公称工作压力(200bar)、水压试验压力(300bar)和设计爆破试验压力(450bar)下的应力利用有限元分析得出的瓶体的径向、轴向和环向的应力分布情况见图从应力分析结果可知 ：450bar内压下：最大纵向应力 ：777.99Mpa。

图3最小设计爆破压力下(450bar)径向应力图7.分析结论图 4最小设计爆破压力下f450bar)纵向应力图从应力分析结果可知 ：(1)在水压试验压力(300bar)下，瓶体局部最大应力为 707.27Mpa

(2)在水压试验压力(300bar)下的应力集中系数 f为： 1o15c1.80因为该瓶底部的应力集中系数为 1.015小于 1.8.局部最大应力值小于材料的强度值，经验证设计结构尺寸合理.能满足安全使用的基本要求。