钛合金环形气瓶耐压强度的计算机模拟

Computer Simulation of Compression Resistance of Titanium Alloy Ring-shaped Flask

对Ti-3Al-2.5V和β-Ti2种钛合金环形气瓶进行了耐压计算机模拟,计算了环形气瓶各个部位的应力应变分布和改变气瓶形状时应力应变的变化情况以及环形气瓶失效时的应力。结果表明,选用Ti-3Al-2.5V合金,在施加60MPa内表面压强的情况下,材料的米塞斯应力为692MPa,大于其屈服强度,气瓶发生失效;同样条件下选用β-Ti合金时,其米塞斯应力为851MPa,小于其屈服强度,材料可以安全使用。当在气瓶内表面施加40MPa的压强,2种材料的最大应力均小于其屈服强度,可以安全使用。对气瓶3个方向的应力计算机模拟表明,气瓶内侧表面处所受拉应力最大,该处最容易首先发生失效。在其它条件不变的情况下,减小气瓶外径,气瓶的内侧表面处应力依然最大,其数值为1320MPa,远大于直径较大的气瓶。对于Ti-3Al-2.5V环形气瓶,其失效时内表面压强为45MPa;对于β-Ti合金的环形气瓶,其失效时内表面压强为86MPa。