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1、1、 题目：有限元分析在复合气瓶设计中的应用2、 要求：a) 概述有限元应力分析在现代工业中的应用b) 熟练掌握ansys有限元分析软件操作c) 利用分析软件对碳纤维复合气瓶的进行应力计算d) 对计算结果进行分析3、 复合气瓶的相关参数牌号弹性模数（GPa）泊松比屈服极限（0.2）（MPa）强度极限（MPa）延伸率铝合金606168.90.32427632512%碳纤维T700s-12000230.046001.9%T700碳纤维/环氧树脂复合材料性能参数X方向弹性模量EX(MPa)Y方向弹性模量EY(MPa)Z方向弹性模量EZ(MPa)XY面泊松比VXYYZ面泊松比VYZXZ面泊松比VXZX
2、Y面剪切模量GXY(MPa)YZ面剪切模量GYZ(MPa)XZ面剪切模量GXZ(MPa)15410011410114100.330.490.49709237927092复合气瓶的缠绕层顺序及参数顺序纤维及缠绕部位层数缠绕角度（度）每层厚度（mm）1T700s-12000 筒体环缠绕289.1320.192T700s-12000 螺旋缠绕211.1340.213T700s-12000 筒体环缠绕289.1320.194T700s-12000 螺旋缠绕216.0130.215T700s-12000 筒体环缠绕289.1320.196T700s-12000 螺旋缠绕221.0160.217T700s
3、-12000 筒体环缠绕289.1320.194、 计算模型 推荐选用铝内胆使用Solid95单元，碳纤维复合层使用Shell99单元。5、 计算过程过程1：该气瓶从0MPa内压起，升到内压55MPa（预应力压力）；过程2：接过程1，由55MPa内压，降到0MPa；过程3：接过程2，受到预应力压力的气瓶再从0 MPa内压起，加压到30 MPa（工作压力）；过程4：接过程3，从30MPa内压起，加压到50 MPa（水压试验压力）；过程5：接过程4，从50MPa内压起，加压到102 MPa（最小爆破压力）。6、 判据 应力分布要求（1）零压力下内胆的环向压应力应在内胆材料屈服强度的6095%之间。（2）工作压力下内胆的环向拉应力应不超过内胆材料屈服强度的60%。（3）工作压力下纤维应力应不超过设计最小爆破应力的15%.（4）爆破破口应位于筒体侧壁上。7、 参考书目a) DOT-CFFC-2000 BASIC REQUIRENMENTS FOR FULLY WRAPPED CARBON-FIBER REINFORCED ALUMINUM LINED CYLINDERS碳纤维增强铝合金内胆全缠绕气瓶b) GB/T11640-2001 铝合金无缝气瓶C) 复合材料结构设计D) ANSYS11.0 结构与热力学有限元分析 （实例指导教程）E) 现代有限元理论技术与工程应用
