玄武巖纖維增強復合材料氣瓶結構強度分析

作者：何太碧,郭永智,毛丹,王艷

摘要：氫能是來源廣、能儲存、使用性能穩定的清潔能源,其制備、儲存和運輸是人們關注的重心,其中氫能高效可靠的儲運技術是推廣應用的關鍵。為此,研究了利用玄武巖纖維纏繞工作壓力為35 MPa的儲氫復合材料氣瓶的可靠性,運用網格理論計算出纖維纏繞層結構參數,基于Abaqus有限元分析軟件,建立玄武巖纖維增強儲氫復合材料氣瓶有限元模型,對儲氫氣瓶進行結構強度分析,計算氣瓶在不同壓力下的結構強度并對氣瓶進行水壓爆破試驗驗證仿真分析的可靠性。研究結果表明:①纖維應力比為2.34,爆破比為3.17,滿足GB/T 35544—2017《車用壓縮氫氣鋁內膽碳纖維全纏繞氣瓶》標準對承壓和安全的要求;②通過水壓爆破試驗得到氣瓶的實際爆破壓力為112 MPa,與有限元分析結果偏差0.67%,說明所建立的有限元模型和使用的方法具有較高的準確性。

發文機構：西華大學汽車與交通學院 成都工貿職業技術學院

關鍵詞：玄武巖纖維35MPa儲氫復合材料氣瓶Basalt fiber35 MPaHydrogen storageComposite cylinder

分類號： TB3[一般工業技術—材料科學與工程]