铝内胆复合材料储氢瓶爆破压力与疲劳寿命关系研究

郝春永; 王栋亮; 郑津洋; 徐平; 顾超华

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针对在铝内胆复合材料储氢瓶(又称为"III型储氢瓶")设计阶段难以根据设计的气瓶爆破压力和疲劳寿命确定内胆厚度和纤维应力比的问题,研究了III型储氢瓶爆破压力与疲劳寿命的关系.首先,构建了III型储氢瓶的有限元计算模型,提出了基于有限元的气瓶爆破压力和疲劳寿命的预测方法,分析了在内胆厚度和纤维应力比两个因素影响下III型储氢瓶的应力分布状态.其次,研究了内胆厚度和纤维应力比对III型储氢瓶爆破压力和疲劳寿命的影响规律,结果表明:在一定的内胆厚度和纤维应力比范围内,增大内胆厚度,气瓶爆破压力提升较小;增大纤维应力比,则气瓶爆破压力提升较大;III型储氢瓶对数疲劳寿命与内胆厚度和纤维应力比均基本呈线性关系.最后,基于纤维缠绕压力容器爆破压力计算公式和III型储氢瓶对数疲劳寿命拟合关系式,得到了不同条件下III型储氢瓶爆破压力与疲劳寿命的关系式.研究结果可为III型储氢瓶结构的优化设计提供参考.

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来源
《工程设计学报》 |2021年第5期|594-601|共8页
作者
郝春永; 王栋亮; 郑津洋; 徐平; 顾超华;
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作者单位

浙江大学能源工程学院浙江杭州 310000;

浙江大学能源工程学院浙江杭州 310000;

浙江大学能源工程学院浙江杭州 310000;

浙江大学航空航天学院浙江杭州 310000;

浙江大学能源工程学院浙江杭州 310000;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类压力容器;
关键词
Ⅲ型储氢瓶; 内胆厚度; 纤维应力比; 爆破压力; 疲劳寿命;

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