[发明专利]一种车用气瓶疲劳试验装置及疲劳试验方法

摘要

本发明涉及一种车用气瓶疲劳试验装置及疲劳试验方法，属于车用气瓶安全使用领域，本发明研究车用气瓶在内部气体压力和外部扎箍约束下的疲劳试验，验证其在使用过程中承受疲劳载荷的能力，并根据汽车运动参数推导计算气瓶扎箍的约束力，根据上述试验目标设计一种疲劳试验装置，该装置可使气瓶在上述两种力的共同作用下完成疲劳试验，并能调整扎箍约束力的大小和位置，且该装置能够根据不同型号的气瓶调节气瓶扎箍，既可作为车用气瓶疲劳试验台使用，也可安装在汽车上作为固定气瓶的支架使用。

主权项

1.一种车用气瓶疲劳试验方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、选用型号为CNG2-G-356-75-20B的车用压缩天然气瓶，直径为40mm，筒体长度为70mm，所安装的汽车质量为1400kg，转弯时的最大速度为8.3m/s，最小转弯半径为10m，气瓶与气体的总重量为50kg，可以得到满载气瓶的离心力为F转弯＝m瓶v2转/r将上述数值代入后可以得到F转弯＝344N气瓶在扎箍约束力下不滑动的力为f×F接触≥F转弯气瓶与扎箍之间的摩擦系数为0.5，则气瓶扎箍对气瓶的约束力为F接触＝688N，因此确定气瓶上位置T点气瓶扎箍对气瓶的约束力为688N；S2、将型号为CNG2-G-356-75-20B的气瓶(空瓶)安装在扎箍内；S3、设气瓶筒体(不含两端封头)的长度为L，调整左、右两个扎箍的距离，使每个支撑箍中心线距离气瓶直筒体端部为14mm(L/5，L为车用气瓶筒体的长度)，根据压力传感器显示的数值，将扎箍对气瓶的约束力调整为688N，左、右扎箍宽度均为30mm，接触面积0.007536m2；S4、开始阶段，用气瓶左、右扎箍将气瓶固定，T点所受的力来自于扎箍对气瓶单位面积力力P的大小为0.91MPa，方向垂直于气瓶表面向内；S5、气瓶内开始充装气体时，气瓶内的压力逐渐升高，瓶内气体作用在气瓶上的力Q的方向为垂直于气瓶表面向外，与气瓶扎箍作用在气瓶上的力相反；当气瓶内的压力达到0.91MPa时，二者大小相等、方向相反，T点达到力的平衡；S6、气瓶内压力继续升高时，Q>P时，T点所受到的垂直于气瓶表面向外；当达到最高压力20MPa时，Q＝19.09MPa；S7、开始释放气瓶内的压力，当气瓶内压力降至0.91MPa时，二者大小相等、方向相反，达到力的平衡；S8、继续释放气瓶内的压力，当气瓶内压力降至0.1MPa时，Q＝0.1MPa,P＝0.91MPa,T点所受到的垂直于气瓶表面向内，大小为0.9MPa，至此完成一次循环；S9、继续充装气体，按照S5-S8的顺序继续进行；按照国家标准对于车用气瓶安全性的要求，完成15000次循环不爆破为合格。