一种考虑温度影响下Ⅳ型储氢瓶多尺度渐进失效的整体失效分析方法和系统技术方案

技术编号:41723340 阅读:22 留言:0更新日期:2024-06-19 12:48
本发明专利技术公开了一种考虑温度影响下Ⅳ型储氢瓶多尺度渐进失效的整体失效分析方法和系统,属于氢安全领域,包括:首先考虑内衬及复合材料树脂基体在不同温度下的热膨胀系数,分析充氢工况下复合材料储氢瓶随时间变化的温度分布。同时通过复合材料微观代表性体积单元计算在温度及压力单位载荷下的受力情况作为微观应力计算系数。然后根据考虑内衬材料塑性特征及复合材料层的微观受力情况对复合材料储氢瓶进行整体失效分析及判断,在计算过程中如果塑料内衬或者复合材料层大面积失效且轴向位移发生突变,则计算终止。本发明专利技术从宏观和微观角度对Ⅳ型储氢瓶进行了全面的多尺度失效分析,具有更高的分析精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于氢安全领域,具体涉及一种考虑温度影响下ⅳ型储氢瓶多尺度渐进失效的整体失效分析方法和系统。


技术介绍

1、随着人们对环境问题的日益重视,作为一种清洁能源,氢能被越来越广泛的应用。高压气态储氢是一种较为成熟的储氢技术,被应用于氢能源汽车行业。随着氢燃料电池汽车的发展,如何实现安全、高效、经济的车载储氢成为了关键的技术问题。

2、由塑料作为内衬的ⅳ型复合材料储氢瓶具有质量轻、成本低、使用寿命长、耐腐蚀、耐疲劳等诸多优点,能够很好地满足车载复合材料储氢瓶的设计需求。储氢瓶在实际使用中有显著的温升效应,而温度变化会影响材料热力学性能,诱发储氢瓶热应力,从而影响其机械响应。通过数值分析方法建立完整的失效分析模型可以预测储氢瓶存在的失效问题,并采取必要措施,以确保储氢瓶的安全可靠使用。

3、针对现有的复合材料储氢瓶的失效性研究,公布号为cn116842812a的专利文献公开了一种计及材料分布不均匀性的储氢瓶疲劳失效预测方法及系统,包括:建立储氢瓶铝制内胆自由模态分析有限元模型;储氢瓶铝制内胆自由模态试验验证;建立复合材料缠绕储氢瓶自本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种考虑温度影响下Ⅳ型储氢瓶多尺度渐进失效的整体失效分析方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的考虑温度影响下Ⅳ型储氢瓶多尺度渐进失效的整体失效分析方法,其特征在于,步骤1中,所述的热力学参数,包括Ⅳ型储氢瓶的内衬、接头及缠绕层的的热膨胀系数,具体为:

3.根据权利要求1所述的考虑温度影响下Ⅳ型储氢瓶多尺度渐进失效的整体失效分析方法,其特征在于,步骤3中,所述的根据多轴状态下的VonMises失效准则计算内衬及接头单元的等效应力,用公式表示为:

4.根据权利要求1所述的考虑温度影响下Ⅳ型储氢瓶多尺度渐进失效的整体失效分析方法,其特...

【技术特征摘要】

1.一种考虑温度影响下ⅳ型储氢瓶多尺度渐进失效的整体失效分析方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的考虑温度影响下ⅳ型储氢瓶多尺度渐进失效的整体失效分析方法,其特征在于,步骤1中,所述的热力学参数,包括ⅳ型储氢瓶的内衬、接头及缠绕层的的热膨胀系数,具体为:

3.根据权利要求1所述的考虑温度影响下ⅳ型储氢瓶多尺度渐进失效的整体失效分析方法,其特征在于,步骤3中,所述的根据多轴状态下的vonmises失效准则计算内衬及接头单元的等效应力,用公式表示为:

4.根据权利要求1所述的考虑温度影响下ⅳ型储氢瓶多尺度渐进失效的整体失效分析方法,其特征在于,步骤4中,所述的根据应力放大因子和微观力学理论计算得到缠绕层的组分对应的微观应力,具体计算公式为:

5.根据权利要求1所述的考虑温度影响下ⅳ型储氢瓶多尺度渐进失效...

【专利技术属性】
技术研发人员:俞鸣越祝颖丹虞筱琛陈刚鲍官军
申请(专利权)人:浙江工业大学
类型:发明
国别省市:

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