碳纖維復合材料高壓儲氫容器力學模型分析與抗疲勞研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，化石能源將不能滿足經濟高速發(fā)展的需求，需要開發(fā)新的能源。氫能是一種清潔的能源，具有零污染的特點，有望在石油時代的末期，代替石油成為一種主要的二次能源。高壓儲氫技術是一種應用廣泛、簡便易行的儲氫方式，而且成本低，充放氣速度快，操作在常溫下就可進行。因此，本文的研究內容是設計輕質高壓儲氫罐。主要內容如下： 進行鋁內膽碳纖維樹脂復合材料高壓儲氫容器的結構設計，提出設計方法，確定主要尺寸。工作壓力為70MPa，容積為25

2、L，儲存大約1kg氫氣，達到約5wt％的質量儲氫密度。 對設計的儲氫容器進行力學分析，整體模型簡化為兩個子模型分別計算應力，并用最大應力準則和蔡-希爾準則校核，然后用有限元方法驗證模型簡化和理論計算的正確性。 研究了影響碳纖維樹脂復合材料和鋁合金疲勞的因素，復合材料疲勞壽命符合“木桶原理”，闡述降低鋁內膽的平均應力可以提高整體儲氫容器的疲勞壽命，并提出了實現方案。 主要創(chuàng)新點：提出力學簡化模型，使得各向異性的復合