基于Kriging模型的FRP汽车储气罐结构参数优化

以FRP汽车储气罐为研究对象,首先,运用Abaqus软件对储气罐进行仿真分析,得到其在工作压力为1 MPa时的应力云图,并利用爆破试验验证了仿真分析的可靠性。然后,通过部分因子试验设计,从9个结构参数中筛选出了对罐体质量、应力和位移影响较为显著的4个结构参数,分别为碳纤维缠绕层数、碳纤维缠绕角度、玻璃纤维缠绕层数和玻璃纤维缠绕单层厚度。通过拉丁超立方抽样方法得到32组抽样数据,建立了结构参数与评价指标之间的Kriging代理模型。最后,利用GAPSO求得最优解。研究结果表明,在保证力学性能良好的前提下,储气罐的质量从最初的5.84 kg下降至4.98 kg,降低了14.7%,减重效果显著。

FRP汽车储气罐缠绕参数对力学性能的影响

在设计商用车所使用的FRP汽车储气罐时,通过选取不同的玻纤缠绕参数、碳纤缠绕参数和胶接接头参数,运用有限元分析探讨缠绕参数与力学性能之间的交互效应,为设计新型FRP汽车储气罐中相关参数的选取提供参考。结果表明:筒身的玻璃纤维以及碳纤维缠绕层数推荐布置为4到6层,纤维的缠绕角以不同的缠绕次序交叉缠绕较佳;胶接接头中胶层厚度增加会减缓胶层损伤,但过厚会使得胶层的刚度下降,胶接长度推荐设置为40 mm。