车载复合材料高压储氢气瓶冲击损伤数值模拟研究

作者：董文利; 宋高峰; 郑杨艳

来源：化工装备技术, 2022, 43(02): 1-5.

DOI：10.16759/j.cnki.issn.1007-7251.2022.04.001

• 高压储氢气瓶
• 冲击损伤
• 分层扩展阻力
• 数值模拟

针对碳纤维增强复合材料储氢气瓶的低速冲击行为，建立了冲击损伤数值模型，研究了不同冲击能量和气瓶内压载荷对冲击峰值载荷、损伤面积、损伤尺度以及凹坑深度的影响，探讨了冲击损伤临界值以及分层扩展阻力的变化规律。结果表明：内压小于30 MPa时，冲击峰值载荷呈缓慢下降，而内压超过30 MPa后会急速下降，内压作用下的冲击峰值载荷取决于纤维缠绕层的损伤程度；冲击能量增大，凹坑深度近似呈指数上升趋势，内压增大，凹坑深度显著降低；在内压作用下，低速冲击更易产生纤维拉伸损伤，压缩损伤主要分布在冲击表层区域，纤维损伤发生后，凹坑深度将会迅速增大；内压增高，冲击损伤临界值处于25～35 J之间；随着气瓶内压增加，第一阶段和第二阶段的分层扩展阻力值均降低，且降低速度逐渐减小。

• 单位
  江苏省特种设备安全监督检验研究院