氣瓶的案例
高壓氣瓶結構設計與仿真及試驗研究
由于高壓氣瓶內部儲存著高壓氣體，具有一定的危險性，因此在設計瓶體結構時不僅需要保證瓶體在工作壓力作用下的強度，還需考慮瓶體在發生爆破時的爆破形態。通常要求高壓氣瓶在發生爆破時無碎片產生，爆破位置處成撕裂狀，以有效降低安全事故發生的概率。
本文參照壓力容器設計標準對高壓制冷裝置的氣瓶結構展開設計，并進行瓶體仿真試驗以保證瓶體在工作壓力作用下結構強度的可靠性與安全性，同時針對氣瓶的爆破形態進行理論分析，并加以試驗驗證。
1 高壓氣瓶的結構設計
本文擬定氣瓶在20 ℃溫度下工作，工作壓力為50 MPa, 容積為(200±5)mL,氣瓶發生爆破時爆破口呈撕裂狀且無碎片產生。瓶體材料選擇0Cr17Ni4Cu4Nb, 該材料的屈服極限為1 000 MPa, 強度極限1 070 MPa。高壓制冷裝置的循環使用次數較少，忽略疲勞破壞對結構強度的影響，氣瓶結構主要為前后兩個半瓶體零件采用電子束焊接[11]成型，氣瓶結構如圖1所示。本文對氣瓶的充氣和放氣等結構暫不作設計說明。
圖1 氣瓶結構簡化示意圖
1.1 高壓氣瓶瓶身厚度設計
氣瓶瓶身厚度設計依據鋼制氣瓶設計標準JB4732—1995進行，即
式中：δ1為氣瓶瓶身厚度，mm;pc為計算壓力，pc=50 MPa;D1為瓶體內徑，D1=50 mm;K為載荷組合系數，取K=1; σc為設計應力強度，MPa。
根據氣瓶設計標準JB4732—1995,設計應力強度為下列各值的最低值：
1)常溫下抗拉強度最低值的1/2.6,MPa;
2)常溫下屈服極限最低值的1/1.5,MPa;
3)設計溫度下屈服極限的1/1.5,MPa。
展開 Worthington公司宣布推出全回收復合材料氣瓶
Worthington工業公司宣布其推出首個用于丙烷（液化石油氣）行業的全回收IV型復合材料氣瓶。該氣瓶被命名為Fourtis，可用于烹飪、水加熱、戶外燒烤。該輕量氣瓶由低壓鋼氣瓶和復合材料氣瓶行業領導者的Amtrol-Alfa公司制造，該公司近期剛被 Worthington 公司收購。
“我們很自豪地推出這款輕巧、環保的IV型LPG氣瓶” Amtrol-Alfa總經理Tiago Oliveira表示， “Fourtis由可完全回收的材料制成，得到行業內高度評價，因為其節約了氣瓶的退役成本并有益于環境。” Fourtis擁有眾多優點，質量輕巧（不計算閥門僅重5千克），環境耐用性好，易于清潔的聚合物外殼，外殼圖案可定制，提手符合人體工學。氣瓶可拆卸，便于重新組裝，維護成本低于鋼制氣瓶。 “Fourtis不僅安全耐用，更有著美麗的可定制外殼設計” Oliveira表示， “通過模內貼標，一系列不同顏色和高清圖案的應用將成為對客戶而言強有力的市場宣傳工具。”
Fourtis 細節—— '四元素' 科技
1) 聚合物外殼 – 氣瓶外壁包裹精致設計的抗UV外殼，并配有符合人體工程學的手柄。可拆卸，使重新組裝變得容易。
2) 抗沖擊設計 – 一種差異化設計理念，創新設計有助于消除氣瓶頂部和底部因物理沖擊產生的能量。
3) 復合材料層 – 在內襯和外殼之間 充填的玻纖增強PP基復合材料結構 (可完全回收)增加了亮度、強度和抗沖擊性。
4) 聚合物內襯 – 集成了阻隔薄膜的聚合物內襯確保了高抗滲透性。
The Fourtis氣瓶抗沖擊、耐腐蝕、耐滲透性好，可配備最先進的微芯片技術，如RFID 和 NFC，可用于精準跟蹤，快速識別和實時數據庫評估，優化人工和操作成本。
展開 五金沖壓件__禮花氣瓶介紹
禮花氣瓶屬于五金沖壓件，它由瓶身殼體部分和瓶蓋部分經焊接加工成一體。專門應用于婚慶、開業典禮等場合，相較于傳統的鞭炮更安全更文明
我公司生產的禮花氣瓶有兩種類型:旋轉式和電子式兩種。旋轉式禮花氣瓶規格φ50*30mm, φ50*50mm;電子禮花氣瓶規格φ50*70mm。旋轉式相較于電子式，加工工序要少些，所以價格較低；電子式禮花氣瓶加工工序較復雜，所以其價格要稍高些，但應用時更方便快捷。
我公司生產的禮花氣瓶，是選用專門用于拉深件加工的金屬材料DC03或DC04,材料厚度0.7mm,市場同類產品的材料厚度0.6mm。正因為材料厚，氣瓶沖氣后瓶底不易變形且氣瓶耐壓要高，能耐壓20-22個大氣壓相當于2.0-2.2MPA的壓力，壓力足噴射的彩條要更高更遠。
我公司生產的這兩種禮花氣瓶均已充氣密封好，用戶購買后可直接組裝使用。
展開 電子禮花氣瓶生產發展前景廣闊
電子禮花氣瓶是由沖壓件加工廠把優質金屬拉深材料經拉深加工而成，它屬于金屬沖壓件的拉深件。它的瓶身殼體部分和瓶蓋部分經氬弧焊焊接成一體。專門應用于婚慶、開業典禮等場合。下面來具體看下“久力佳”牌禮花氣瓶有什么特點。
1.“久力佳”氣瓶凈重120克優于市場上其他氣瓶久力佳氣瓶采用0.7毫米厚優質高強度冷軋拉伸板，最大承壓強度為2.6MPa，配件采用全自動級進模生產工藝，焊接為氬弧焊工藝，原材料的材質和厚度結合嚴格的焊接工藝更好的保證產品的密封性和非常高的承壓強度。
2.密封橡膠塞材質為丁基橡膠，丁基橡膠對空氣的密封性效果最佳，同時具備非常好的耐腐蝕和耐氧化，優質的橡膠塞達到良好的密封性讓久力佳氣瓶保壓時間更長久。
3.“久力佳”氣瓶瓶蓋的固定采用直徑0.8毫米尼龍線捆綁，尼龍線拉力強耐氧化抗高溫，為氣瓶的安全性提供了更高的保證
4.“久力佳”氣瓶塑料安全網采用低密度聚乙烯添加強化材料，注塑一次成型，強度高韌性強，不會因為天氣溫度的原因而影響強度和韌性。從而使電子禮花在儲存，運輸，燃放等過程中增加了更好的安全性
5.“久力佳”氣瓶熱熔絲直徑均為0.2毫米，通電快，熔點高，強度好，不會因為在裝配和使用過程中造成斷裂，通電后迅速熔斷尼龍線，且自身不易熔斷，更好的保證了電子禮花的燃放效果。
隨著國際社會對人類居住環境的越來越的重視，傳統的煙花爆竹已不適應人類社會發展的需要，逐漸的在被電子禮花禮炮所取代。這種新興的電子產品使用起來更安全更環保也更時尚，所以它也被越來越多的人群所認可所使用。隨著時代的進步，人類思想意識的不斷提高，電子禮花氣瓶的生產發展空間會越來越廣闊。
展開 
【隨機振動】車載氣瓶Abaqus時域隨機振動仿真（考慮內壓與螺栓預緊） ￥89.9
圖1-車載氣瓶
隨機振動在Abaqus中有3中常用的分析方法：
圖2-Abaqus中隨機振動的常用方法與適用性
車載氣瓶裝配結構要考慮接觸非線性，采用基于顯式動力學分析的時域方法。氣瓶是采用傳統材料的金屬氣瓶，首先通過Standard靜力學分析計算氣瓶裝配結構在重力、U型螺桿預緊力、氣瓶內壓下的應力狀態和變形情況。
圖3-氣瓶裝配結構靜力學分析
圖4-靜力學應力
圖5-靜力學變形
復制靜力學模型，更改分析步為Explicit，通過預定義場的初始狀態導入將Standard模型計算出來的靜力學應力變形狀態導入Explicit分析模型，用于時域隨機振動分析。
圖6-初始狀態導入
Y向施加隨機振動加速度信號。
圖7-隨機振動時域加速度信號
圖8-氣瓶隨機振動最大應力674.2MPa
付費文件說明：隨機振動需要先得到裝配狀態的氣瓶應力應變、變形，因此需要先求解靜力學模型（AIRT-STD.inp），再求解隨機振動模型（AIRT-XPL_Y.inp），可以直接運行批處理文件自動執行依次求解。
用文本編輯器可以打開就可以查看關鍵字設置與模型定義了。該模型涉及standard到explicit的初始狀態導入，AbaqusGUI界面目前不支持讀入涉及狀態導入的關鍵字。如果想在界面下直觀地看動力學的模型設置，也可以將STD inp文件中end assembly前的內容合并到XPL inp文件中去!!!
展開 庭田科技攜手某新媒體平臺Cadfil軟件助力高壓儲氫氣瓶纖維纏繞技術
而氫燃料電池汽車的關鍵部件之一便是高壓儲氫氣瓶，它的技術水平直接影響著汽車的續航能力。
1.2 庭田科技與某新媒體平臺的合作
庭田科技作為Cadfil在中國的總代理，始終致力于為國內企業提供最先進的氫能相關技術。近期，庭田科技與某新媒體平臺達成合作，共同推廣和普及基于Cadfil軟件的儲氫高壓復合材料氣瓶纖維纏繞技術。為了讓更多行業內人士了解并掌握這一技術，庭田科技將與某新媒體臺共同舉辦線上公開課。
1.3 課程內容介紹
庭田科技邀請到了Cadfil軟件專家（高級攻城獅）為大家講解這一技術。在這次公開課中，Cadfil軟件專家將為大家詳細介紹IV型高壓儲氫氣瓶的結構及應用，以及如何利用Cadfil軟件進行氣瓶纖維纏繞仿真。課程內容將涵蓋以下幾個方面：
1）IV型高壓儲氫氣瓶的結構與特點
2）纖維纏繞技術在儲氫氣瓶上的應用
3）Cadfil纖維纏繞軟件的功能及應用領域
4）基于Cadfil軟件的氣瓶纖維纏繞仿真實例演示
圖一 典型IV型高壓儲氣瓶結構示意圖
1.4 課程收益與合作展望
參與這次線上公開課的企業和個人將在Cadfil軟件專家的指導下，學習到實用的纖維纏繞技術和Cadfil軟件操作技巧，深入了解纖維纏繞技術在高壓儲氫氣瓶制造中的關鍵作用，以及如何利用Cadfil軟件進行高效、精確的纏繞仿真，更好地掌握IV型高壓儲氫氣瓶的設計與制造技巧，這將有助于提高企業在氫能產業的競爭力，為氫能產業的發展提供強大技術支持。
展開 復合材料氣瓶有限元應力應變分析
本文利用ANSYS大型有限元程序建立了復合材料氣瓶的有限元模型，建模中將纖維纏繞層作為復合材料層合板處理，考慮了封頭處纏繞層厚度及纏繞角沿子午線不斷變化的情況。針對建立的模型進行了氣瓶在幾個工況點下的應力應變分析，利用最大應變準則預測了氣瓶的爆破壓力。通過將分析得到的結果與相應試驗結果進行對比，驗證了建模與分析方法的正確性。
復合材料氣瓶有限元應力應變分析2.rar
復合材料氣瓶有限元應力應變分析1.rar
WB13.0氣瓶瓶口應力分析（精細化建模，對稱分析，六面體網
氣瓶瓶口應力分析.doc
氣瓶應力分析。氣瓶是化工容器，承受高壓，有必要對其進行結構分析。
特點：精細化建模，克服應力奇異，六面體網格，多種工況。
由于涉及企業隱私 和本人所在單位的制度，報告中刪去與模型數據和載荷有關的內容，希望大家理解，歡迎大家討論。
載人登月航天器推進系統方案選擇分析
3.4 氣瓶設計
推進系統設計時，選用空間推進系統廣泛采用的氦氣對貯箱進行增壓，氦氣分子量小，有利于減小增壓所需的氣體體積和質量。氣瓶中增壓氣體體積和質量近似計算如式(8):
式中，P tank為貯箱工作壓力，V tank_total為推進系統貯箱總容積，Pgas_ini為氣瓶初始時壓力，P gas_end為氣瓶終止時壓力，R為通用氣體常數，V PreGas為增壓氣體體積，m PreGas為增壓氣體質量，M PreGas為增壓氣體摩爾質量，T PreGas為氣體溫度，
3.4.2 氣體結構質量
推進系統中氣瓶采用偶數配置，氣瓶初始壓力為35 MPa，終止壓力為5 MPa，依據增壓氣體體積確定單個氣瓶容積，再基于強度設計采用優化算法獲得氣瓶質量最優的氣瓶設計方案，氣瓶設計優化模型同貯箱設計優化模型，其中氣瓶直徑不超過0.5 m，氣瓶圓柱段的高度不超過1.0 m。
4 推進系統方案仿真結果分析
4.1 推進系統質量分析
泵壓和擠壓推進系統方案質量對比分析時，考慮到推進系統管路、閥門和姿控發動機等組件與具體飛行任務和航天器總體布局相關，本文選取推進系統中關鍵組件和介質質量(GBTM質量)進行計算對比分析，GBTM包括增壓氣體(Gas)、氣瓶(Battle)、貯箱(Tank)和主發動機(Motor)質量。
貯箱采用球形封頭時，擠壓和泵壓系統GBTM質量與航天器推進劑裝載質量關系如圖1所示。可以看出，GBTM質量近似與推進劑裝載質量線性正相關。
展開 纖維纏繞復合材料高壓氣瓶設計
設計內容:1)進行封頭、容器強度及金屬接嘴的強度設計;2) 在滿足強度的前提下，以質量最輕為目標，進行優化設計;3)采用計 算機模擬氣瓶的承壓性能; 4)其他你認為有益的設計內容。
長城汽車氫能檢測首次完成70MPa Ⅲ型瓶型式試驗
近日，長城汽車氫能檢測中心發布公告稱，該中心首次完成70MPa Ⅲ型瓶型式試驗，這標志著長城氫能檢測已具備70MPa儲氫容器及配套裝備驗證和性能綜合評價的核心能力，對國內高壓力儲氫氣瓶關鍵技術發展和相關法規標準的制定，具有重要的指導作用和實踐意義。
圖片來源：長城汽車
據了解，此次儲氫氣瓶的型式試驗，按照GB/T 35544-2017《使用性能試驗》中《常溫和極限溫度氣壓循環試驗》標準進行測試。
圖片來源：長城汽車
高壓儲氫系統試驗室是長城汽車氫能檢測重點試驗室之一，試驗室擁有國內先進的高壓氫氣循環疲勞試驗系統，由一個氣瓶測試環境倉和三個核心零部件測試環境倉組成，倉內溫控范圍為-40℃ ~+85℃，濕度最高可達98%，可在低溫或高溫、高濕度環境下對儲氫瓶以及儲氫系統核心零部件進行35MPa或 70MPa的高壓氫氣循環疲勞試驗，評估在極端溫度環境下，包括儲氫瓶和配套部件快速充放氫氣的性能。
同時，可以使用滲透試驗測試平臺，對氣瓶進行滲透試驗，并通過氣相譜儀分析氣瓶滲透情況等，驗證氫氣儲存系統在整個車輛行駛過程中執行關鍵功能的能力，包括產品的安全性和可靠性。
今年3月，長城汽車正式發布了未來50年的氫能戰略部署，該戰略部署分三個階段實施，涉及 “研—制—儲—運—加—應用”的一體化供應鏈生態。此次，70MPa Ⅲ型瓶型式試驗的完成，無疑有利于長城汽車氫能戰略部署的進一步推進。
展開 
100道工地考題，看看你能得幾分？
33、使用氣瓶時，必須遵守哪些規定？
答：（1）禁止敲擊、碰撞，以免損傷和損壞氣瓶；
（2）冬天瓶閥凍結時，宜用熱水或其它安全的方式解凍，不準用明火烘烤，以免氣瓶材質的機械特性變壞和氣瓶內壓增高；
（3）氣瓶不得靠近熱源。可燃、助戰氣體氣瓶，與明火的距離一般不得小于10m；
（4）夏季要防止陽光曝曬；
（5）瓶內氣體不能用盡，必須留有剩余壓力。可燃氣體和助燃氣體的余壓宜留0.49MPa(5kg/cm2)左右，其他氣體氣瓶的余壓可低些；
（6）不得用電磁起重機搬運氣瓶，以免失電時氣瓶從高空墜落而致氣瓶損壞和爆炸；
（7）盛裝易起聚合反應氣體的氣瓶，不得置于有放射性射線的場所。
34、各類氣瓶檢驗周期為多少？
答：（1）盛裝腐蝕性氣體的氣瓶，每二年檢驗一次；
（2）盛裝一般氣體的氣瓶，每三年檢驗一次；
（3）液化石油氣瓶，使用未超過二十年的，每五年檢驗一次；超過二十年的，每二年檢驗一次；
（4）盛裝惰性氣體的氣瓶，每五年檢驗一次。氣體在使用過程中，發現有嚴重腐蝕、損傷，或對其可靠性有懷疑時，應提前進行檢驗。
35、氣瓶的安全操作規程應包括哪些內容？
（1）氣瓶的充裝工藝指標和要求；
（2）充裝方法和操作程序、注意事項；
（3）氣瓶使用中應重點檢查的項目和部位，使用中可能出現的異常情況和防止措施；
（4）氣瓶停用時的封存和保養方法。
六、拆除作業
1、 施工現場拆除作業中，要嚴格按照什么順序逐層拆除？
答：從外到內、從上到下。
2、拆除模板有什么要求？
答：（1）模板拆除前要有砼強度報告核驗結構強度；
（2）3m以上高處作業搭設牢固操作臺；
（3）拆除區域設置警戒和監護人。
3、拆除建筑物有哪些要求？
展開 應用多元化 國產貨發力 碳纖維產業正在發生哪些變化？
中材科技（成都）有限公司技術中心主任 米寬
中材科技（成都）有限公司技術中心主任米寬介紹到，氣瓶是汽車、化工、機械、航天、造船、海洋開發等領域普遍采用的一種主要的儲氣壓力容器，復合氣瓶是氣瓶中的一種重要形式。復合材料氣瓶是在金屬或者非金屬內膽上環纏繞和全纏繞纖維材料組合結構的纏繞氣瓶。與金屬容器相比，復合材料氣瓶重量輕，纖維材質的比強度高，在減輕重量的同時提高氣瓶的承載能力。工作壓力越高重量優勢越大；對于35MPa、70MPa等高壓力儲氫氫氣瓶一般考慮使用碳纖維全纏繞復合氣瓶，即type Ⅲ和type Ⅳ氣瓶。此外，碳纖維復合材料氣瓶還具有耐環境性能好，使用壽命可達30年（玻璃纖維的使用壽命一般為15年），安全性高，具有爆破前先泄漏的疲勞失效模式等特點。米寬認為，隨著新能源汽車的不斷發展特別是氫能源汽車的發展，高壓復合材料氣瓶的需求量隨之增加，由于type Ⅲ和type Ⅳ氣瓶壓力高、重量輕等優勢，其占比亦會不斷提高。
江蘇澳盛復合材料科技有限公司博士 趙清新
2017年，全球累計碳纖維（含制品）需求共計84200噸，其中大絲束(24K以上)的碳纖維需求量達到34900噸，占比達到42%。應用到風電葉片的大絲束碳纖維需求量達到19800噸，占到了全球總需求的23%，增長趨勢明顯。據介紹，碳纖維的風電應用方式可以分為：大克重預浸料、碳纖維織物和加固碳板。江蘇澳盛復合材料科技有限公司博士趙清新表示，使用碳纖維風電葉片具有多種優勢，例如：可使風機葉片做的更長、發電功率更大，電機重量相應減輕，輔助設施也可以相應瘦身，運輸、安裝等難度降低，費用減少等。
展開 中船重工三大新技術成功實現生產應用
大口徑氣瓶管
面對國內鍋爐鋼管市場需求現狀，武漢重工迅速調整產品結構，瞄準車載氣瓶市場，從2018年9月開始進行大口徑氣瓶管的研發。通過近2個月的摸索，固化了氣瓶管一穿+精軋的工藝，成功解決了氣瓶管外表面、內表面質量不佳的問題，進入批量生產階段。
P91連鑄坯軋管工藝
隨著連鑄坯冶煉技術的飛速發展，P91連鑄坯軋管工藝已逐步被市場接受，武漢重工經過高頻次跟蹤現場生產，反復求證，固化了三穿、精軋、定徑的工藝路徑，解決了軋制此類鋼種易軋卡的問題。目前，P91連鑄坯軋制管已形成批量供貨，各項性能指標及尺寸滿足客戶要求。
余熱回收型電熱泵機組
近日，由雙瑞特裝高效換熱裝備研發團隊自主研發設計的余熱回收型電熱泵機組經過多日的聯調聯試后順利投入使用，各項指標達到設計要求。
該項目以雙瑞特裝鑄鋼車間中頻爐低溫冷卻水余熱回收供暖為目標，雙瑞特裝高效換熱裝備研發團隊先后解決了蓄熱供暖系統設計、電熱泵工藝設計、結構設計、機組制造、安裝調試及系統自動控制等問題。該機組設計遵循“中頻爐余熱回收，夜晚谷電驅動蓄熱、白天供熱”的節能理念，較市政供熱及單元式空調機相比，供暖運行成本降低50%左右。
該余熱回收型電熱泵機組突破傳統熱泵的產熱溫度（45℃）限制，拓寬了電熱泵的應用范圍，可廣泛應用于集中供熱、石化、冶金、紡織、食品、制藥等行業。機組及供暖系統的成功調試及投運，標志著雙瑞特裝在余熱回收集成裝備開發與制造能力上取得了重大突破。
展開 卡車氫系統的框架結構有限元分析及優化
圖4急制動工況下的應力云圖
由圖4知，在緊急制動工況下系統結構所承受的最大應力為108.4MPa，最大應力集中在氣瓶固定支架邊緣，安全系數為3.0，強度滿足要求。
B.急轉彎工況
急轉彎工況下，考慮到慣性力對車身強度影響較大，因此在車身骨架上施加橫向0.4g的最大向心加速度。約束方式與水平彎曲工況相同。
經有限元分析，應力云圖如圖5所示。該車身在水平彎曲工況下的最大應力為79MPa，最大應力集中在電堆支架的側面。安全系數為2.17，強度滿足要求。
圖5 急轉彎工況下的應力云圖
綜上，整理結果如表3所示。
表3 原系統結構3種工況各總成最大應力及變形情況
3 氫系統的框架結構的優化方案
3.1 氣瓶支架改進方案
根據Hyper works的分析結果得知，氣瓶支架的最大應力出現在極限工況下的型鋼與槽鋼焊接的邊緣位置，大小為165MPa,且大多在80MPa以下。在極限工況下，許用應力小于500MPa認為安全；在彎曲工況下，許用應力小于250MPa認為安全，因此，將序號1的橫梁尺寸由50*30*2.5變為50*30*1.5，因緊急制動工況下變形較大，故主橫梁尺寸不變，結果如圖6所示。
圖6 氣瓶支架改進方案
3.2 電堆支架改進方案
電堆支架的整體應力相對較小，變形也相對較小，且大部分集中在100MPa以下，故將電堆支架的上部橫梁由50*50*2改為50*30*2.5。最大應力出現在急轉彎工況的支架兩端，大小為130MPa，應力裕度比較大，故在電堆支架的豎梁由50*50*2改為50*30*2.5。如圖7所示。
展開 