不同材料氢储罐的设计与ANSYS分析

摘要整理

压力容器广泛应用于软化、过滤和储存等大型商业和工业领域。高压氢储罐预期将在氢燃料汽车中得到广泛应用。复合材料压力容器的设计需考虑渐进破坏特性、爆破压力和疲劳寿命。本研究建立了氢储罐模型，进行了完整的结构和热分析。液氢被视为高空、长航时无人机的优异燃料候选物。轻质、超绝热的低温液氢储罐设计对液氢的推广应用至关重要。本文完成了机载低温液氢储罐的基本结构设计，通过设计和采用新型绝热支撑结构，解决了传统支撑结构过度热泄漏问题，并评估了设计储罐的热性能。采用薄壳容器理论与有限元数值模拟相结合的方法进行储罐结构分析，利用Hertz接触理论和数值模拟方法分析绝热支撑结构。为类似容器结构和点接触支撑结构提供了简单有效的结构分析方法，为氢储罐的进一步结构优化设计奠定基础。分析采用钛、镍合金等金属材料以及氧化铝、二氧化钛和氧化锆等涂层粉体材料进行对比研究，并对各材料的性能结果进行了比较。

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