申请/专利权人：中南大学

申请日：2024-02-20

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117744452A

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F30/17;G06F18/27;G01M3/22;G06F111/04;G06F113/26;G06F119/14

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.09#实质审查的生效;2024.03.22#公开

摘要：本发明公开了一种复合材料压力容器搭接区域的渗漏性能表征方法，包括：建立压力容器的几何模型，输入相关参数，建立容器的周向周期性边界和容器口部的固定边界条件，对内胆施加压力以模拟真实服役条件下的情况，提取压力容器包覆层搭接区域的应变数据；利用有限元仿真建立渗漏试样测试压力与应变之间的映射关系，明确渗漏测试压力参数；对渗漏试样进行渗漏实验测试；基于广义化学势控制方程和线性拟合方法，分析不同搭接长度、压力和应变条件下渗漏试样的渗漏情况。本发明提出一种纤维‑金属包覆压力容器在真实服役条件下渗漏性能评估方法，以平均应变代替搭接区域的应变数据，简化了计算和评估过程，在实际工程设计和制造中具有实用性和可行性。

主权项：1.一种复合材料压力容器搭接区域的渗漏性能表征方法，其特征在于，所述压力容器的容器主体包括内胆、复合材料缠绕层和包覆层，所述包覆层为卷曲分段胶结包覆在所述复合材料缠绕层外表面的金属层；所述渗漏性能表征方法包括以下步骤：S1、建立复合材料压力容器在载荷条件下的有限元模型：先在ABAQUS有限元软件中建立复合材料压力容器的几何模型，再输入内胆和复合材料缠绕层的力学性能参数，建立复合材料压力容器的周向周期性边界和容器口部的固定边界条件，复合材料缠绕层与内胆之间采用固定约束，对内胆的内表面施加一定的压力，最后，选定并提取复合材料压力容器包覆层搭接区域有限元结果的应变数据；S2、利用有限元方法建立不同渗漏试样搭接区域的应变与压力之间的映射关系：首先，在ABAQUS有限元软件中按渗漏试样的尺寸建立几何模型，再按渗漏测试过程设置相应的边界条件；然后，提取有限元仿真计算结果中搭接路径上节点的应变数据，并以搭接路径的平均应变代替搭接区域的应变；接着，基于上述方法建立不同渗漏试样搭接区域的应变与压力之间的映射关系，用于后续渗漏实验测试压力的选择；最后，制备不同搭接长度的渗漏试样；S3、对渗漏试样进行渗漏实验测试：先在0MPa条件下对渗漏试样进行测试，得到浓度梯度作用下的氦气渗漏速率；然后对渗漏试样先后施加不同大小的多个氦气压力，依次获得不同压力条件下的氦气渗漏速率；此时，为应变和压力共同作用下的氦气渗漏速率，为不同压力条件下氦气渗漏速率的改变量，0.1≤≤0.3MPa，表示氦气压力为MPa条件下的氦气渗漏速率，为搭接长度；为仿真结果中不同压力条件下渗漏试样应变的改变量，为氦气压力条件下的渗漏试样应变，表示氦气压力为MPa条件下的渗漏试样应变；S4、根据渗漏实验测试结果，结合广义化学势控制方程和线性拟合方法分析不同搭接长度、压力和应变条件下渗漏试样的渗漏情况。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中南大学 一种复合材料压力容器搭接区域的渗漏性能表征方法

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