基于响应面法的复合材料气瓶含缺陷内胆屈曲可靠性分析

来源：计算力学学报杂志2023年第2期北京时间：

作者：张国,刘宇琛,张笑闻,薛姝楠,任明法,李刚

单位：大连理工大学 工程力学系, 大连 116024,大连理工大学 工程力学系, 大连 116024,大连理工大学 材料科学与工程学院, 大连 116024,大连理工大学 工程力学系, 大连 116024,大连理工大学 工程力学系, 大连 116024,大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室, 大连 116024,大连理工大学 工程力学系, 大连 116024,大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室, 大连 116024

摘要：具有初始缺陷的内胆会对复合材料气瓶的服役性能造成严重危害,本文基于响应面法,提出了一种复合材料气瓶含初始缺陷内胆屈曲的可靠性分析方法。建立了铝合金6061内胆的T700/环氧复合材料气瓶的三维有限元模型,实现了复合材料气瓶内胆的收缩屈曲分析。基于响应面方法,构造了复合材料气瓶极限状态方程,并假设结构中的随机变量服从高斯分布,开展了考虑几何尺寸和凹陷尺寸变化的气瓶结构可靠性分析,结果表明,在气瓶内胆加工过程中,直筒段厚度的离散性会严重影响气瓶结构的可靠性;直筒段半径、直筒段长度、封头段半径和封头段厚度在通用加工误差内对气瓶结构的可靠性影响较小;对本文定型气瓶,当内胆表面的凹陷半径超过10 mm,且深度超过2 mm时,气瓶结构的可靠性会严重降低。

关键词：气瓶,金属内胆,缺陷,可靠性,

基金资助：国家自然科学基金(12272078)资助项目.