大长径比IV型氢气瓶

振动疲劳损伤锐减

通过约束优化将15年设计寿命内的振动疲劳损伤从远超阈值降至安全范围，显著提升车载储氢瓶的固有安全性。

Yaoyi, Du · 范志超 · 陈学冬 · Xu, Shuangqing · Yunxiao, Zhang · FanDing, Li · 王修磊

International Journal of Hydrogen Energy 2025

参数信息

最大应力（优化前）

873.3 MPa

最大变形（优化前）

10.66 mm

最大应力（优化后）

84.01 MPa

最大变形（优化后）

4.7 × 10−9 mm

累积疲劳损伤

0.46

技术优势

疲劳寿命达标

优化后累积疲劳损伤从远超阈值降至0.46，低于允许阈值，确保15年设计寿命内安全。

应力大幅降低

优化约束使最大应力从873.3 MPa降至84.01 MPa，降幅达80%，降低了疲劳裂纹萌生风险。

应用场景

• 氢能储运：可直接用于长管拖车气瓶的振动疲劳设计，避免运输途中疲劳失效。
• 车载储氢系统：为车载储氢瓶的抗振设计提供优化约束方案，提升车辆行驶安全性。
• 管束拖车：针对管束拖车用大长径比气瓶，优化支撑约束以降低振动应力。