700 bar氢气储罐IV型最优球顶设计：超椭圆函数与形状因子

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700 bar复合材料储罐的设计需考虑安全系数，要求其抗爆裂压力超过1645 bar，这导致碳纤维用量增加。然而，储罐的质量储存容量和成本规格要求限制碳纤维的使用量。因此，复合材料的最优化设计仍是700 bar储罐开发中的主要挑战。本研究针对700 bar IV型氢气储罐球顶轮廓的最优设计，综合考虑几何约束、缠绕工艺条件和可行性方向。研究重点聚焦于复合材料部分，分为两个阶段：第一阶段研究制造工艺（纤维缠绕）的基本原理；第二阶段利用HyperWorks进行结构计算，验证复合材料层的力学强度，优化铺层设计和层数，在确保储罐完整性的前提下最小化质量，从而降低储罐成本。通过超椭圆函数描述球顶几何形状，引入形状因子参数，建立了球顶结构与应力分布的关联模型，为IV型高压储罐的轻量化设计提供了理论依据。

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