大容积全多层高压储氢容器封头和筒体连接结构强度研究.pdfVIP

大容积全多层高压储氢容器封头和筒体 连接结构强度研究 魏春华 。刘贤信 ，钟思嘉 ，刘鹏飞 (1．浙江巨化装备制造有限公司，浙江 衢州 324004；2．浙江大学 化工机械研究所，浙江 杭州 310027) · 摘 要：以自主研制的75MPa，2．5m。大容积全多层高压储氢容器为对象，开展了封头和筒体连接 结构强度试验研究，得到了加强箍、封头及其连接部位应力随容器 内压力的变化情况。建立了精度 较高的大容积全多层高压储氢容器封头和简体连接结构弹塑性有限元分析模型。基于该模型，对 封头和简体连接结构在容器超压过程中的变形特征，及封头与加强箍配合面形成裂纹尖端在多次 加载时的稳定性进行了分析，验证了加强箍结构设计方法的合理性。 关键词：高压储氢容器；强度；有限元分析 中图分类号：TH49；0344．3 文献标识码：A 文章编号：1001—4837(2012}11—0001-06 doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2012．11．001 ResearchesonStrengthofJointStructureforHeadandReinforceRing ofLargeVolumeLayeredHigh——PressureHydrogenVessels WEIChun—hua，LIUXian—xin ，ZHONGSi—jia，LIUPeng—fei (1．ZhejiangJuhuaEquipmentManufacturingCo．，Ltd．，Quzhou324004，China；2．InstituteofProcess Equipment，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China) Abstract：ExperimentalstudyhasbeentakenonthestrengthofthejointstructureforthevesselShead na dreinforceringwhichisofthedesign pressureof75MPaand thevolumeof2．5m ．Andthestress distributionaroundtheareaofhtehead，reinforceringandtheirjointisobtainedfromexperimentalstudy． Afiniteelementanalysismodelwasestablishedtostudythedeformationcharacteristicsofthejointsturc— turesofrtheheadandreinforcering．Basedonthismodel，thedefomrationcharacteristicsofthejoint sturcturesofrthecylinderandtheheadduringover—pressureprocess，andhtestabilityofthecrack tips whichisfomr edbytheweldbetweentheheadandreinforceringduringcyclicloadingprocessisstudied． Theresultsshowedthatthejointstructuresisofenoughstrength，SOtheempiricaldesignmethodisfitfor thereinforceringSdesign． Keywords：high—pressurehydrogenstoragevessels；strength；finiteelementanalysis 基金项 目：浙江省重点科技创新团队项 目(2012R10001) 大容积全多层高压储氢容器封头和简体连接结构强度研究 等。应变测量元件采用BE120—2BA金属箔式温 0 引言 度 自补偿型双向应变片，其输出信号不受环境温 度的影响，可精确测量 的极限应变为 2％ I7。 随着高压氢系统从应用示范向工业应用转变