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长管拖车用大容积无缝钢瓶壁厚计算,我是怎么理解这套公式的

6月前浏览450
 
 
大家晚上好呀,不知不觉都快到2月份了,最近偶然照镜子,白头发又增添了不老少。

   
闲话少叙,我们今天来讲一下 大容积无缝钢瓶壁厚的计算,
   
   
那什么是长管拖车用气瓶呢?就是这个,一般是由8-12只气瓶构成。
 
当然了,大家可以把它看成大一点的小钢瓶也一点不为过,既然作为钢瓶,那么它的厚度计算当然也是有一个简单的计算公式了;
 
 
[ σ ]许用壁应力,MPa,当选用4130X材料时,许用壁应力不得大于材料最小抗拉强度的67%,且不得大于482MPa;当选用SA372Gr.JCL.110材料时,许用壁应力不得大于材料最小抗拉强度的67%,且不得大于624MPa;P,设计压力,取水压试验压力,为公称工作压力的5/3倍,MPa;  
 
看到这里,大家是不是感觉似曾相识,对,没错就是我之前写的。
DOT 标准里的“壁应力”是什么?怎么算?
 
对于这个公式,这是一个厚壁圆筒的理论的一个变形计算,主要是强度许用应力。当然了,可能大家对这个1.3Ps和0.4Ps有点困惑,为什么是这个值,其实1.3Ps是偏向厚壁圆筒内主应力控制,相反0.4ps则是考虑外壁应力分布的折减效应。
对于采用不同计算公式去计算厚度有没有问题?我之前算了一下,大差不差,大家感兴趣可以自己算算,比如用GB/T5099里计算气瓶壁厚和这个对比一下。

   
当然了,算到这里就结束了?NO
   
   

这么长的气瓶,这就相当于简支梁了,不算算挠度,哪能说的过去
 
M气瓶最大弯矩,M=WI 2 /8,kg·mm;(假设简支梁是均布荷载)
W-充水后气瓶瓶体单位长度上的重量,包括气瓶壳体金属重量和内腔装水重量,kg/mm;
L瓶体长度,mm;
D 0 瓶体外直径,mm;
I惯性矩,I=0.049087(D 0 4 -D i 4 +),mm 4 ;
K外直径和内直径的比值。
 
是弯曲应力
 
是轴向应力分量。
 
 

来源:气瓶设计的小工程师
理论材料控制试验
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2026-02-05
最近编辑:6月前
不才不才
硕士 从事IV储氢气瓶行业。
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关于GB/T 35544与GB/T 42612中环氧树脂玻璃化转变温度大于105℃来源;

在目前这两个标准中都写着要求树脂的玻璃化转变温度大于105℃,大家应该好奇,为什么这么要求呢。 今天让我们展开讲讲。我们的一些标准在制定的时候,参考了国外的标准,有的一些数据和要求就直接引用了,可能对于刚入行的小伙伴来说并不清楚。在EN12245中对于这个温度是这样描述的; 翻译过来就是:对于热固性树脂,其玻璃化转变温度(T})应至少比规定的最高使用温度高出20℃(即用于气体运输的气瓶,其Tg应至少为85℃)(且该温度不得超过允许温度),T需在设计型式批准过程中进行验证。,而我们的储氢气瓶的工作高温区间要求为85℃,因此,树脂的玻璃化转化温度要求是大于105℃。当然了,我试图去寻找为什么是20℃,而不是30℃,或者是10℃,很遗憾,没有找到相关研究支撑; 当然,从我这里认为,主要有一下几点:1.保证材料仍处于“玻璃态”(刚性)区间Tg 是树脂从刚性(玻璃态)变成软化(橡胶态)的温度区间的中心或起点。超过 Tg 后树脂刚度、强度和粘结性会显著下降。把 Tg 设高 20°C 是为了确保在最大工作温度下材料仍明显在玻璃态,从而保持设计力学性能和安全裕度。2.考虑温度测量和材料分布的不确定性Tg 的测定(如 DSC、DMA)有测试误差,通常几摄氏度到十几摄氏度不等;现场实际部位温度也可能高于标称“最大服务温度”。20°C 的裕度能覆盖这些测量误差和局部热点(局部摩擦、阳光直射、阀门附近热积累等)。3.考虑材料老化和环境塑化效应随着服役时间,树脂可能被水分、燃料或其它介质塑化(降低 Tg),或因老化(热氧化、链断)导致性能劣化。预留 20°C 可以在长期服役和环境影响下仍保证安全边际。4.热循环与疲劳所需的额外裕量循环温度应力会加速损伤和界面退化;当工作温度靠近 Tg 时,循环加载下的松弛/蠕变/界面失效风险迅速增加。更高的 Tg 可以显著延长疲劳寿命并减少蠕变。5.Tg 不是一个绝对“点”而是一个过渡区许多树脂的玻璃化是一个宽的温度范围(Tg ± 几度到几十度),把标称Tg高出 20°C 有助于确保即使在过渡区也仍保有足够刚度。6.法规/型式认可的保守设计原则采保守裕度以覆盖制造差异、测量不确定性和实际操作差异,这样型式批准时才更可靠,便于长期合规与安全证明。来源:气瓶设计的小工程师

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