储氢Ⅲ型气瓶全生命过程应力分布特性数值模拟研究
时间:2026-10-15 作者:王福伟
【摘要】绿氢是石油炼化行业脱碳的核心原材料,其安全储运是氢气大规模使用的关键环节之一,采用有限元分析方法对Ⅲ型储氢缠绕气瓶的全过程进行数值模拟,建立了铝内胆纤维缠绕气瓶物理模型,分别模拟了自紧、过渡、正常充装和爆破四个过程,结果发现,自紧过程中铝合金内胆最大应力为311MPa,气瓶卸压至 0MPa,当气瓶内压力为零时,内胆和纤维缠绕层仍有应力,主要是由于铝合金内胆提前进入塑性变形阶段,在后续充装过程中,内胆残余压应力能够抵消部分内压产生的拉应力,有效提升气瓶的承载能力;纤维缠绕层的应力随内压升高持续增长,直至达到纤维强度极限后发生断裂,内胆也随即发生爆破失效。本次数值模拟的结果,可为Ⅲ型储氢气瓶的结构设计与安全评估提供数值参考依据。
关键词:储氢气瓶;数值模拟;全生命过程;应力分布特性