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考虑强度和疲劳寿命的Ⅳ型储氢气瓶铺层设计方法
摘要文本
本发明涉及储氢气瓶技术领域，公开了考虑强度和疲劳寿命的Ⅳ型储氢气瓶铺层设计方法，该方法首先确定储氢气瓶的内胆外形，根据内胆尺寸初步制定复合材料层的铺设方案，然后根据铺设方案建立储氢气瓶的有限元模型；再采用有限元模型对储氢气瓶依次进行有限元承载强度分析和疲劳寿命分析，在储氢气瓶存在易疲劳失效部位时对铺设方案进行修改，并保持总缠绕层数不变，从而在两种验证结果均合格时完成储氢气瓶铺层的设计。本发明通过同时考虑储氢气瓶的整体承载强度和封头结构的疲劳失效问题，根据双重的验证结果指导储氢气瓶铺层的设计，改善了气瓶的强度性能和疲劳性能。
申请人信息
- 申请人:合肥通用机械研究院有限公司
- 申请人地址:230031 安徽省合肥市蜀山区长江西路888号
- 发明人: 合肥通用机械研究院有限公司
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 考虑强度和疲劳寿命的Ⅳ型储氢气瓶铺层设计方法 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202410095882.8 |
| 申请日 | 2024/1/24 |
| 公告号 | CN117610385A |
| 公开日 | 2024/2/27 |
| IPC主分类号 | G06F30/23 |
| 权利人 | 合肥通用机械研究院有限公司 |
| 发明人 | 李凡丁; 陈学东; 徐鹏; 范志超; 陶家辉 |
| 地址 | 安徽省合肥市蜀山区长江西路888号 |
专利主权项内容
1.考虑强度和疲劳寿命的Ⅳ型储氢气瓶铺层设计方法，其特征在于，包括步骤：S1.确定储氢气瓶的内胆外形，根据内胆尺寸初步制定复合材料层的铺设方案；铺设方案中包含了环向缠绕层数、螺旋缠绕层数和螺旋缠绕角度；S2.根据铺设方案建立储氢气瓶的有限元模型；S3.采用有限元模型对储氢气瓶进行有限元承载强度分析，从而验证整体的复合材料层的铺设强度是否合格，是则执行步骤S4；S4.采用有限元模型对储氢气瓶进行有限元疲劳寿命分析，从而验证储氢气瓶是否存在易疲劳失效部位，是则执行步骤S5；否则完成储氢气瓶铺层的设计；S5.将易疲劳失效部位所对应复合材料层的铺设方案进行修改；其中，在修改铺设方案时保持储氢气瓶整体的总缠绕层数不变；S6.返回步骤S2以对修改后的铺设方案进行强度验证和疲劳验证，根据验证结果判断是否继续修改，当铺设方案的两种验证结果均合格，则完成储氢气瓶铺层的设计。