燃油箱
關注創建者：匿名 創建時間：2021-07-22
燃油箱的實例教程
汽車燃油箱需仿真的問題
目前，汽車燃油箱都使用的是塑料油箱，對于燃油箱的合格性，國家標準給出了強制性的要 求，主要包括以下 4 類試驗：
1、振動耐久性試驗
燃油箱模擬裝車形式固定在振動試驗臺上，往燃油箱內加入額定量的水，蓋上燃油箱蓋，密封好 所有進、出口，按規定進行振動試驗。
2、塑料燃油箱耐壓試驗
塑料燃油箱模擬裝車形式固定在試驗裝置上，保持一定的環境溫度，往燃油箱中加入額定容量的 水，蓋好燃油箱蓋，密封好所有進、出口，向燃油箱內施加壓力，來觀察燃油箱的變形情況。
3、塑料燃油箱的跌落試驗
燃油箱中加入額定容積的水，蓋好燃油箱蓋，密封好所有進、出口，將燃油箱放置在一定的高度， 讓其自由落體進行跌落試驗。
4、塑料燃油箱撞擊試驗
燃油箱模擬裝車形式固定在試驗裝置上，在燃油箱中加入額定容量的水，用撞塊以一定的沖 擊能量撞擊燃油箱易損傷部位，來觀察燃油箱的變形情況，得到燃油箱撞擊試驗的結果。
以上四個試驗是汽車燃油箱需要完成的，目前，很多汽車燃油箱的生產廠商都是采用試驗的方法來驗證的，這樣勢必會造成研發成本的增加和研發周期的延長，因此在設計階段就采用 CAE 軟件對其進行仿真，來發現其設計上的缺陷及問題就顯得很有必要了。
展開 圖4 優化結果
3根據形貌優化結果布置加強筋
根據形貌優化的分析結果結合零件功能及工藝可行性，布置燃油箱殼體加強筋，最后設計完成的燃油箱下殼體模型如圖5所示。
圖5 最終設計模型
最后對完成設計的燃油箱進行模態分析，得到整個燃油箱總成的一階固有頻率為82.8Hz（見圖5），其一階模態出現在燃油箱上殼體中間部位，說明下殼體模態應該更高，其分析結果與形貌優化分析結果匹配良好，與最初的設計方案相比，第一階固有頻率提高了42%，達到了設計要求。
圖6 最終模型的一階模態振型圖
4 總結
1) 對于薄壁鈑金件加強筋的設計，在加強筋最大高度確定的前提下，關鍵是找到加強筋對應設計目標（如結構強度、某階固有頻率等）的最佳起筋區域布置方案，只有這樣才能獲得滿足成本及設計要求的最佳結果。
2) 通過形貌優化方法布置燃油箱殼體的加強筋，不但可以有效提高燃油箱的結構強度，而且可以優化設計開發的流程，大幅縮短了產品開發的周期。本文對基于形貌優化方法對燃油箱殼體加強筋進行布局的研究為該方法在鈑金零件設計領域的應用起到了很好的指導作用。
參考文獻：
[1] 呂兆平等 基于有限元技術的發動機懸置支架拓撲優化設計研究 汽車工程，2009（4）
[2]賈維新等，基于形貌優化的低噪聲油底殼設計研究【J]浙江大學學報（工學版）2007,41（5）；770-773.
[3]舒歌群等，基于HYPERWORKS的柴油機油底殼有限元建模和結構優化【J].小型內燃機與摩托車，2008（2）：25-27
[4]袁登木，龍海強. 燃油箱形貌優化設計方法研究.
展開 摘 要：基于HyperMesh軟件，本文通過某塑料燃油箱的機械強度分析為例，介紹了軟件的前處理功能以及應用方法。應用表明該軟件可以準確的預測油箱變形情況，為燃油箱產品設計提供一定的參考價值。
關鍵詞：HyperMesh 燃油箱 靜態分析 結構強度
1 概述
當前，隨著汽車工業的發展和國內汽車工業的振興，各大汽車生產企業對汽車燃油箱的需求呈明顯增長趨勢。世界上第一只汽車塑料燃油箱是在上世紀60年代由德國大眾汽車公司、BASF公司和KAUTEX公司聯合開發的，并成功應用于PORSCHE車上[1]。早期的燃油箱大多由金屬材料制成，后來多改用合成材料來適應汽車輕量化的發展需求以滿足新的汽車燃油經濟性標準，所以伴隨著汽車工業的發展，塑料燃油箱得到了較快的發展[2]。
燃油箱是個相對密閉的系統，油箱上通常設有通風裝置，以防止隨著油量的過度消耗而在箱內與大氣的壓力差的作用下變形。本文采用HyperMesh軟件進行前處理，然后對燃油箱系統中的塑料油箱進行結構強度分析，從而為燃油箱產品的設計提供理論指導。
2 計算模型的建立
為了簡化模型，本文只采用了燃油箱系統中的燃油箱、鋼帶、油泵以及減震墊四個部件進行油箱的強度分析。
2.1 網格劃分
采用殼單元進行網格劃分。網格類型、節點數和單元數見表1。
2.2 材料參數的輸入
進入Material界面，輸入材料名稱創建并編輯材料屬性。計算中油箱本體材料采用高密度聚乙烯HDPE，鋼帶材料采用STEEL12，油泵和減震墊均采用剛性體分析。
展開 汽車燃油箱（油箱+油液）濕模態分析.pptx（教程）
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不懂可以問
（4）要確定燃油箱的重心位置隨著飛行姿態和燃油消耗量的不同而變化的 規律，所需要的輸入條件是燃油箱的幾何模型文件、燃油箱的晃動規律以及燃油 消耗量的變化規律，仿真計算設定過程與上兩條所述的不同之處僅是需要把燃油 消耗量的變化規律輸入到 Flow-3D 中作為計算邊界條件，經過計算后，就能夠 得到燃油箱的重心位置隨著飛行姿態和燃油消耗量的不同而變化的規律，從而為 合理控制飛機燃油箱耗油順序提供依據。
（5）要確定燃油箱的重心位置隨著飛行姿態和燃油消耗量的不同而變化的 規律，所需要的輸入條件是是燃油箱的幾何模型文件、燃油箱的晃動規律以及燃 油消耗量的變化規律，仿真計算設定過程與上兩條所述的不同之處僅是需要把燃 油消耗量的變化規律輸入到 Flow-3D 中作為計算邊界條件，經過計算后，就能 夠得到燃油箱的重心位置隨著飛行姿態和燃油消耗量的不同而變化的規律，從而 為合理控制飛機燃油箱耗油順序提供依據。
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柴油和燃油箱監控
純電動汽車（BEV）：電池電動汽車也稱純電動汽車，其所有動力都來自可充電電池包中存儲的能量，不使用燃油箱等輔助能量儲存裝置。
純電動汽車必須使用外部電源充電，當前，這類汽車的續航里程在100英里至400英里（約160至640公里）之間。在某些情況下，高端電動汽車的續航里程更高。
宋慶華利用ABAQUS的CEL功能實現燃油箱晃動的流固耦合分析，為產品設計提供了寶貴的參考。
1.4.2.4 Abaqus應用
Abaqus/Explicit求解器包含了CEL算法，且具有如下特性與優勢：
1）高速計算。Abaqus/Explicit求解器對CEL算法進行優化，即使計算資源有限，仍能以較快速度運行，保證了計算的穩定性。
2）高度集成。
航空航天領域</strong></p><p>在燃油箱晃動仿真中，VirtualFlow的振蕩體積力模型與ECT成像技術協同工作，能夠優化防晃結構設計，滿足極端工況需求。在飛行器的飛行過程中，燃油箱的晃動會對飛行器的穩定性產生影響。積鼎科技的技術能夠有效解決這一問題，提升飛行器的性能和安全性。</p>
圖8給出了0.8 s時，燃油箱內部的壓力和速度結果，結果中液面波動對壁面的壓力沖擊不太明顯，這主要是因為有油箱設計了三道隔板，大幅的減小了燃油晃動的沖擊力。從速度分布圖也可知，燃油通過隔板時最大速度僅為1.3 m/s。因此，燃油晃動的沖擊很小，說明隔板對沖擊力起到了很好的降低效果。
圖6
此外，通過壓力的積分，用戶可以輕松提取燃油晃動對油箱壁面的沖擊力
算例二：汽車剎車和加速過程中燃油箱晃動的數值模擬
汽車在剎車和加速過程中，油箱內的燃油將前后劇烈運動，燃油對油箱壁撞擊所產生的壓力影響到整個燃油系統的穩定性，此外，燃油與油箱外殼或其他內部零件碰撞產生額外的振動噪聲危害行車安全。本節提供了某型油箱在汽車剎車和加速過程中燃油箱晃動的數值模擬研究。
殼體回油經過殼體回油濾過濾后被燃油箱中的熱交換器冷卻后返回液壓油箱，各液壓用戶的回油經過系統回油濾后也回到液壓油箱。
通常情況，人們選擇將其安裝在船舶放置燃油箱的環境或者貨油艙內，通過檢測環境的氧偏壓，接著借助標準大氣壓做分母，就能很容易地換算出zui終氧濃度，而且整個過程并不消耗任何待測氣體，所以測出的數據也非常精準。
4、塑料燃油箱撞擊試驗
燃油箱模擬裝車形式固定在試驗裝置上，在燃油箱中加入額定容量的水，用撞塊以一定的沖 擊能量撞擊燃油箱易損傷部位，來觀察燃油箱的變形情況，得到燃油箱撞擊試驗的結果。
汽車燃油箱是汽車部件中重要的功能件和安全件之一，而汽車塑料油箱與金屬燃油箱相比具有安全、耐腐蝕和使用壽命長等特點，且能夠適應汽車輕量化的發展要求，因此現在被廣泛采用。但是汽車塑料油箱采用的材料是一種復雜的非線性材料，并在實際的過程中也會經歷大變形，因此采用Abaqus軟件來進行分析是非常合適的。
