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

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。

Ⅲ型储氢气瓶内胆6061-T6铝合金的氢致损伤研究进展

基于在多次循环充、放氢过程中,Ⅲ型储氢气瓶6061-T6铝合金内胆内部结构中渗入氢,从而导致性能衰减,影响气瓶服役安全可靠性,文中从氢渗透损伤、高压气体渗氢、溶液渗氢等几个方面综述了国内外开展包括6061铝在内的铝及铝合金中氢渗透行为及对铝合金拉伸力学性能、疲劳性能的影响的研究进展。简述了采用高压气体渗氢及溶液渗氢开展氢致损伤机理研究的优缺点。最后提出相比于高压气体渗氢,溶液渗氢在合金氢渗入量及渗氢效率上具有优势,且工艺简单,建议在开展Ⅲ型储氢气瓶氢致损伤机理及可靠性评价研究时采用。