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随着我国能源结构的调整,天然气逐渐成为我国的主要能源之一,天然气所占能源比重将越来越大。液化天然气(LNG)是一种纯度很高的液态甲烷,具有抗爆性好、有害排放物少、安全性能好、噪声小、储存效率高等优点。近年来,LNG汽车作为一种节能环保车型,其发展十分迅速,而车用液化天然气气瓶则是该种车型的关键部件之一。作为一种新型产品,国内对其安全方面的研究相对较为缺乏,而且在许多城市还处在试运行阶段,相关的技术标准和质量技术监督体系有待完善。因此,加强对车用LNG气瓶的研究,对其进行可靠的设计研发及结构分析尤为重要。 主要针对车用液化天然气气瓶进行了以下几方面的研究。首先,根据低温压力容器的行业标准等规范,设计开发了CDPW600-450-1.59Ⅰ型汽车用液化天然气气瓶,并进行了稳定性校核、局部应力计算、传热计算及安全泄放计算等工作,设计的气瓶符合国家有关标准法规的规定,为下一步进行的分析工作奠定了基础。其次,简要阐述了有限元分析的理论和主要流程,利用SolidWorks软件建立了汽车用液化天然气气瓶的三维模型,基于Workbench有限元分析软件对气瓶进行前处理及计算工作,分别对其在额定工作压力和设计压力下,分析了其在各种一般工况(静分析、热分析、运动工况)下的应力和位移分布,并对计算结果进行了校核,客观评价了气瓶的安全性。同时,找出了容易发生失效的部位,提出了整改建议。最后,利用Workbench软件对气瓶在额定工作压力和设计压力下进行了约束失效模式分析和撞击失效模式分析,并对所得到的计算结果进行校核,验证了设计开发的合理性,找出了在不同工况下容易发生问题的薄弱环节,并提出了有效的改进建议,为以后开发更多规格的液化天然气气瓶打下了较好的基础。