液化天然气汽车(LNGV)以清洁环保、续航里程长等优点受到相关汽车行业的广泛关注,车载LNG气瓶作为LNGV的主要部件,在急刹车、急转弯及路面凹坑等情况下,搭载的LNG气瓶会因为自重以及内部液体的剧烈晃动而产生较大的振动,从而导致气瓶破坏,由流致振动导致的气瓶失效是常见的失效形式之一。因此,研究车载LNG气瓶的振动特性对提高气瓶的抗振性能具有重要意义。本文结合数值模拟和振动实验的方法探究了液体晃动作用下的车载LNG气瓶抗振性能,并对气瓶内部的防波装置进行了设计优化,具体的研究内容及结论如下:(1)建立了1000L大容积车载LNG气瓶流固耦合模型,并利用理论方法和振动实验测试两种方法进行对比验证。结果表明:本文建立的模型可以进行静力学、随机振动、以及液体晃动等动力学分析;其中,静力学计算误差不超过2%,动力学分析误差不超过7%。(2)通过分析车载LNG气瓶的模态,研究不同充装率和不同筒身长度对LNG气瓶共振频率的影响规律。结果表明:当筒身长度不变时,气瓶共振频率随充装率的增加而逐渐减小,充装率为90%时,气瓶一阶共振频率已减小到国标允许的40Hz以下,容易引发共振;当充装率90%保持不变时,随着筒身长度的增加,气瓶共振频率也呈现减小的趋势,当筒身长度为原长的0.8倍时,气瓶共振频率低于40Hz,不满足国标对车载气瓶共振频率的要求。(3)通过测试车载LNG气瓶的振动性能,得到不同充装率下LNG气瓶的幅频响应曲线。提取实验结果进行分析得出:气瓶空载情况下,气瓶的三个共振点与模态分析的共振频率和振型符合较好;随着充装率的增加,气瓶的共振频率逐渐减小,本文实验的气瓶在满载时,其一阶共振频率为39.84Hz,已经低于国标允许的40Hz,容易引发共振。(4)通过模拟气瓶内部轴向液体结构力学响应,分析了不同率对LNG气瓶结构强度的影响规律。结果表明:考虑液体晃动时,气瓶内胆与支撑短管连接处等效应力值大幅度提高,最大可达2.3倍,说明液体晃动对气瓶强度影响较大;当气瓶满载时(90%),气瓶内部轴向液体晃动情况并不剧烈,前封头内壁面平均的最大压力值与一半充装情况较接近,可见充装率较大时能够减轻液体晃动的影响;当充装率为70%时,气瓶内部轴向液体晃动引起的冲击力较大,前封头处面平均压力比满载时高4000Pa。(5)针对液体晃动的不利影响,提出一种新型防晃结构,该结果还有利于强化气瓶刚度,避免气瓶变形过大的问题。通过与不含防波板的流体压力曲线对比发现:该新型防晃装置可以减轻气瓶内液体的晃动,且能够有效降低液体对壁面的冲击力。