基于正交试验的Ⅲ型储氢气瓶内衬结构多因素疲劳性能优化

摘要：

目的 探究铝合金内衬结构参数对Ⅲ型储氢气瓶的整体疲劳性能影响,得到能提高气瓶使用长时性的内衬优化设计方案.方法 基于正交试验结合数值模拟,采用Brown-Miller算法计算复合材料气瓶疲劳寿命.通过相关性分析,综合评估筒身壁厚、长径比和封头椭球比对其疲劳性能的影响,明确筒身壁厚为主要影响因素.基于Goodman平均应力修正方程,分析内衬应力幅随壁厚增加时的变化.并通过常温压力循环试验对优化设计方案进行验证.结果 气瓶实际疲劳寿命与模拟结果 高度一致,最终循环次数与模拟结果 相差5.7％.气瓶疲劳失效位置出现在内衬筒身段,铝合金内衬疲劳失效先于纤维缠绕层.结论 优化后的复合材料气瓶较标准要求的疲劳寿命提升44.7％,通过正交试验法对Ⅲ型储氢气瓶内衬结构参数的优化是可行的.

关键词：Ⅲ型储氢气瓶、疲劳寿命、正交试验、应力幅、常温压力循环试验

所属期刊栏目：51

分类号：TP301.6;U452.2;TN918.1

资助基金：四川省科技厅项目;四川省科技创新苗子工程培育项目;成都市科技人才创新创业项目

在线出版日期：2023-01-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：41-49