本文關鍵詞：LNG車載氣瓶動力特性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著能源危機和環(huán)境污染的加劇,液化天然氣(LNG)作為一種清潔、高效的能源,在當今社會越來越受到青睞,與之相關產(chǎn)業(yè)也得到了快速發(fā)展。其中LNG汽車(LNGV)作為一種新型清潔能源汽車,具有安全、經(jīng)濟、高效等優(yōu)點,引起了廣泛關注和相關研究。LNG車載氣瓶是LNG汽車燃料系統(tǒng)的主要設備,其安全可靠性將直接影響LNG汽車的安全運行。目前,對LNG車載氣瓶安全方面的研究相對較少,且主要集中在靜態(tài)方面,而在氣瓶實際使用過程中,一方面由于突然剎車、路面凹坑等工況,使氣瓶內(nèi)LNG發(fā)生強烈晃動,液體晃動將給氣瓶內(nèi)膽帶來額外的沖擊載荷;另一方面由于發(fā)動機振動、路面的凹凸不平致使氣瓶發(fā)生強烈的振動,這些附加動載荷將導致氣瓶內(nèi)膽結構不連續(xù)區(qū)域產(chǎn)生較嚴重的應力集中現(xiàn)象而造成破壞。因此,在分析靜態(tài)結構應力的基礎上對LNG車載氣瓶進行動力特性分析顯得尤為重要。本文采用有限元法,對LNG車載氣瓶內(nèi)膽進行了動力特性分析,主要工作和結論有:(1)對LNG車載氣瓶內(nèi)膽進行了靜力學分析,用等效密度法將瓶內(nèi)LNG的質(zhì)量等效到氣瓶內(nèi)膽殼體上,在氣瓶內(nèi)膽殼體上施加慣性力載荷,研究了氣瓶內(nèi)膽及支撐整體結構在緊急剎車、路面凹坑等工況下的應力分布;隨后,用沖擊載荷法將氣瓶內(nèi)膽所受液體的沖擊作用等效為靜載荷,分析了氣瓶內(nèi)膽在緊急剎車和路面凹坑工況下的應力分布,并按照應力分類校核方法對氣瓶內(nèi)膽進行了強度校核。校核結果表明:氣瓶內(nèi)膽強度完全滿足要求。在此基礎上,進一步研究了不同方向的液體沖擊載荷對氣瓶內(nèi)膽結構強度的影響。(2)考慮了儲液量的不同,對LNG車載氣瓶內(nèi)膽進行了模態(tài)分析,分析了不同液體深度下氣瓶內(nèi)膽固有頻率及模態(tài)振型圖。分析結果表明:不同的儲液量對內(nèi)膽結構的模態(tài)特性影響很大,隨著貯液量的增加,氣瓶內(nèi)膽結構的固有頻率逐漸降低。(3)在模態(tài)分析的基礎上,對LNG車載氣瓶內(nèi)膽進行了諧響應分析,得到了氣瓶內(nèi)膽在發(fā)動機激勵下的頻率響應曲線,并找出曲線中的峰值,對照模態(tài)分析結果,確定了LNG車載氣瓶的共振頻率,從而避免LNG車載氣瓶因汽車發(fā)動機振動而發(fā)生共振。(4)對LNG車載氣瓶內(nèi)膽進行響應譜分析,分析了氣瓶內(nèi)膽在不平路面激勵作用下的變形及應力分布。結果表明:路面不平度會使氣瓶內(nèi)膽發(fā)生振動,內(nèi)、外膽支撐處產(chǎn)生很大的變形及作用力,其作用力甚至超出氣瓶材料所能承受的范圍。因此,對氣瓶內(nèi)、外膽支撐需進行結構優(yōu)化,危險部位應采取必要的補強措施。
【關鍵詞】：LNG車載氣瓶 動力特性 沖擊載荷 固有頻率 響應分析
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE972
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 課題研究背景及意義12-13
• 1.2 LNG車載氣瓶介紹13-17
• 1.2.1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 LNG車載氣瓶特點14-15
• 1.2.3 LNG車載氣瓶結構及操作原理15-16
• 1.2.4 LNG車載氣瓶設計及安全性能試驗16-17
• 1.2.5 LNG車載氣瓶應用17
• 1.3 車載容器動力特性分析研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4 課題研究內(nèi)容19-20
• 第2章 LNG車載氣瓶內(nèi)膽結構強度有限元分析20-36
• 2.1 有限元軟件20-21
• 2.2 幾何模型21-22
• 2.3 材料屬性22
• 2.4 有限元模型及網(wǎng)格劃分22-23
• 2.5 應力分類與強度評定23-27
• 2.5.1 分析設計應力分類24-26
• 2.5.2 安全系數(shù)選擇及應力強度評定26-27
• 2.6 氣瓶內(nèi)膽及支撐整體結構應力分析27-32
• 2.6.1 邊界條件與載荷的施加27-29
• 2.6.2 計算結果及分析29-32
• 2.7 沖擊載荷作用下氣瓶內(nèi)膽應力分析32-35
• 2.7.1 邊界條件與載荷的施加32-33
• 2.7.2 計算結果及分析33-35
• 2.8 小結35-36
• 第3章 LNG車載氣瓶內(nèi)膽模態(tài)分析36-44
• 3.1 模態(tài)分析基本概念36
• 3.2 模態(tài)分析理論基礎36-37
• 3.3 有限元模型37
• 3.4 邊界條件及載荷37
• 3.5 計算結果及分析37-43
• 3.6 小結43-44
• 第4章 LNG車載氣瓶內(nèi)膽振動響應分析44-49
• 4.1 引起氣瓶振動的原因44-45
• 4.1.1 不平路面激勵44-45
• 4.1.2 發(fā)動機激勵45
• 4.2 有限元模型45
• 4.3 發(fā)動機激勵諧響應分析45-46
• 4.3.1 發(fā)動機激勵的確定45
• 4.3.2 計算結果及分析45-46
• 4.4 不平路面激勵響應譜分析46-48
• 4.4.1 不平路面激勵的確定46-47
• 4.4.2 計算結果及分析47-48
• 4.5 小結48-49
• 結論與展望49-51
• 參考文獻51-54
• 致謝54-55
• 附錄A 攻讀碩士期間所發(fā)表的學術論文目錄55

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張抗;;“2005年中國LNG國際會議”在廣州召開[J];石油與天然氣地質(zhì);2005年06期

2 錢伯章;;澳大利亞2010～2011年LNG出口將達2000萬噸[J];天然氣技術;2007年01期

3 譚蓉蓉;;福建10萬噸級LNG碼頭通過驗收[J];天然氣工業(yè);2008年05期

4 譚蓉蓉;;2007年中國進口LNG總計達291萬噸[J];天然氣工業(yè);2008年06期

5 錢伯章;670億美元將投向LNG設施建設[J];石油與天然氣化工;2005年03期

6 郭勝偉;;進口LNG無需彷徨[J];中國石油石化;2006年21期

7 譚蓉蓉;;澳大利亞10年內(nèi)或成為世界第二大LNG生產(chǎn)國[J];天然氣工業(yè);2009年09期

8 天工;;中石油建成國內(nèi)最大LNG碼頭[J];天然氣工業(yè);2010年09期

9 ;國內(nèi)最大LNG碼頭在大連建成[J];石油工程建設;2010年05期

10 ;新型煤化工、LNG成空分行業(yè)轉(zhuǎn)型契機[J];深冷技術;2014年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 洪暉虹;;關于廣東發(fā)展LNG電廠必要性的分析[A];廣東省電機工程學會2003-2004年度優(yōu)秀論文集[C];2005年

2 鄭禮建;;船舶新能源應用LNG一馬當先[A];第十六屆中國科協(xié)年會——分8綠色造船與安全航運論壇論文集[C];2014年

3 魏鵬威;張建一;;混合動力漁船中LNG冷量的應用分析[A];第八屆全國食品冷藏鏈大會論文集[C];2012年

4 魏彥;于成龍;高峰;胡云峰;王東鋒;;LNG管線干燥處理施工技術研究[A];2009年度海洋工程學術會議論文集（下冊）[C];2009年

5 馬成;;淺談生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)在LNG工廠的應用[A];中國土木工程學會燃氣分會信息化專業(yè)委員會第6屆年會論文集[C];2012年

6 費東;韋生;陳哲;田雷;呂志軍;;淺談液化天然氣(LNG)項目的低溫奧氏體不銹鋼焊接工藝開發(fā)[A];第十五屆中國海洋（岸）工程學術討論會論文集(下)[C];2011年

7 鄭強;宋國俊;彭曉群;;發(fā)展LNG鐵路運輸 加快“氣化西藏”步伐[A];油田煉化企業(yè)優(yōu)化改造、節(jié)能增效技術交流會�？�--中國石油石化技術與裝備[C];2014年

8 辛康智;;LNG車供氣系統(tǒng)的應用研究[A];低碳陜西學術研討會論文集[C];2010年

9 張燕雙;;LNG-液化天然氣工程項目檔案系列創(chuàng)新管理[A];檔案與文化建設：2012年全國檔案工作者年會論文集（下）[C];2012年

10 陳祺云;;淺析閩江船舶LNG燃料動力的應用[A];中國航海學會內(nèi)河海事專業(yè)委員會2013年度海事管理學術交流會優(yōu)秀論文集[C];2013年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 龐曉華;美國LNG進口將重新大幅增長[N];中國化工報;2007年

2 駐安徽首席記者 吳敏;安徽船舶迎來LNG時代[N];中國交通報;2013年

3 李峻;印美簽署20年 LNG 供應初步協(xié)議[N];中國能源報;2013年

4 王曉蘇;俄羅斯計劃明年放開LNG出口[N];中國能源報;2013年

5 記者 卞軍凱 通訊員 吳志;莆田口岸進口LNG超1000萬噸[N];福建日報;2013年

6 江南;中國躊躇進口伊朗LNG[N];第一財經(jīng)日報;2007年

7 殷賅;伊朗：將很快與印度締結LNG管道協(xié)議[N];第一財經(jīng)日報;2008年

8 程鐘康;福建LNG碼頭通過口岸驗收[N];中國水運報;2008年

9 邵紅;歐洲LNG進口量將創(chuàng)歷史新高[N];中國化工報;2009年

10 胡金城;莆田口岸LNG進口量增至72.5萬噸[N];中國國門時報;2010年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王浩;重型卡車LNG發(fā)動機潤滑油的研究[D];長安大學;2015年

2 王偉;基于多傳感器信息融合的LNG液位檢測系統(tǒng)設計[D];長安大學;2015年

3 姚緒飛;海運LNG泄漏事故危害性研究[D];大連海事大學;2015年

4 唐振東;LNG罐箱安全監(jiān)督技術研究[D];大連海事大學;2015年

5 申穎;中國進口LNG運輸船隊規(guī)劃研究[D];大連海事大學;2015年

6 劉曉超;LNG氣瓶傳熱性能的實驗研究及分析[D];江蘇科技大學;2015年

7 劉春澤;航道約束下新建LNG碼頭對散貨泊位運營影響研究[D];大連理工大學;2015年

8 盧超;LNG輸運管道預冷過程仿真與分析[D];上海交通大學;2013年

9 萬成亮;泄漏工況下的LNG外罐溫度場研究[D];河南工業(yè)大學;2016年

10 劉德玉;LNG車載氣瓶動力特性分析[D];蘭州理工大學;2016年

  本文關鍵詞：LNG車載氣瓶動力特性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：299664