复合材料储氢气瓶的纤维厚度预测与强度分析

• 作者: 张骞 王华毕 祖磊 程硕 肖康
• 来源期刊: 复合材料科学与工程
• 学科: 工学
• 关键词: 纤维缠绕 厚度预测 高精度建模 自紧分析 渐进损伤 复合材料
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 基础研究
• 页码范围: 5-11
• 页数: 7页
• 分类号: TB332
• 字数: 4569字
• 语种: 中文

摘要

复合材料储氢气瓶因具有较高的比强度、轻质以及耐腐蚀性好等特点,被大量装备于火箭、卫星、新能源汽车和医疗设备等.本文希望通过对复合材料储氢气瓶的理论研究与数值模拟,提供一套快速准确的储氢气瓶设计方法.首先基于网格理论设计了复合材料缠绕层,接着通过三维激光扫描技术对气瓶轮廓进行测量,验证了三次样条封头厚度预测方法的准确性,最后利用Abaqus软件建立了复合材料气瓶高精度有限元模型,研究了自紧对于提高气瓶性能的重要作用,建立渐进损伤模型得到气瓶的爆破压力.结果表明:三次样条法准确预测了气瓶封头上的纤维厚度分布,经过自紧处理后在工作压力下内胆的Mises应力显著降低,得到了最佳自紧压力取值范围为36.3 MPa～42.5 MPa.渐进损伤结果显示气瓶发生了纤维和基体破坏,最终爆破压强达到了69.5 MPa,满足设计要求.研究成果对复合材料储氢气瓶的设计制造具有重要的意义.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王华毕		1	0	0.0	0.0
2	程硕		1	0	0.0	0.0
3	祖磊		1	0	0.0	0.0
4	张骞		1	0	0.0	0.0
5	肖康		1	0	0.0	0.0