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龙图腾网获悉浙江大学申请的专利一种复合材料储氢气瓶聚合物内胆鼓泡有限元仿真方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118940609B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202410930702.3，技术领域涉及：G06F30/27；该发明授权一种复合材料储氢气瓶聚合物内胆鼓泡有限元仿真方法是由花争立;时浩;彭文珠;齐智鹏;李奇楠设计研发完成，并于2024-07-11向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种复合材料储氢气瓶聚合物内胆鼓泡有限元仿真方法在说明书摘要公布了：本发明涉及有限元模拟技术，旨在提供一种复合材料储氢气瓶聚合物内胆鼓泡有限元仿真方法。包括：测试储氢气瓶内胆和外层复合材料的性能参数；建立局部气瓶氢气渗透模型，获得氢气渗透压随内胆厚度变化关系曲线；建立聚合物内胆含有缺陷裂纹的复合材料储氢气瓶有限元模型，引入位于内胆表面以下的深度缺陷；以内胆发生鼓泡为界，分别应用弹塑性断裂力学理论求解缺陷裂纹前沿区域的J积分值，以及应用线弹性断裂力学理论求解缺陷裂纹前沿的应力强度因子；在鼓泡演化过程中，考虑缺陷内氢气向外渗透和缺陷体积增大对鼓泡内压力下降的影响，并在每个裂纹扩展步骤中对鼓泡内的氢气压力进行更新。本发明贴合实际鼓泡发生物理过程，具有较高的准确性。

本发明授权一种复合材料储氢气瓶聚合物内胆鼓泡有限元仿真方法在权利要求书中公布了：1.一种复合材料储氢气瓶聚合物内胆鼓泡有限元仿真方法，其特征在于，包括以下步骤： 1作为有限元仿真研究对象的储氢气瓶，包括聚合物内胆和包裹于内胆外侧的碳纤维复合材料缠绕层；从储氢气瓶上取样，对内胆材料进行拉伸、断裂力学和氢气渗透试验，对碳纤维复合材料进行拉伸和氢气渗透试验，获取内胆材料和碳纤维复合材料的性能参数； 2利用内胆材料和碳纤维复合材料的性能参数建立局部气瓶氢气渗透模型，获得氢气渗透压随内胆厚度变化关系曲线； 3建立聚合物内胆含有缺陷裂纹的复合材料储氢气瓶有限元模型；该模型由含有缺陷裂纹内胆三维模型、瓶阀座三维模型以及外层碳纤维缠绕层装配而成，三种模型相互作用面之间添加硬接触； 在缺陷裂纹内胆三维模型中引入位于内胆表面以下的深度缺陷，缺陷类型是气孔类空腔缺陷或裂纹缺陷；对于气孔类空腔缺陷，进一步引入贯穿其空腔壁的初始裂纹； 根据内胆中氢气渗透压随内胆厚度变化关系曲线，对内胆中相应深度的缺陷中施加氢气压力载荷，内胆鼓泡过程视为准静态裂纹扩展； 4应用弹塑性断裂力学理论求解缺陷裂纹前沿区域的J积分值，如求解结果大于临界值Jcr，视为内胆发生鼓泡； 进一步应用线弹性断裂力学理论求解缺陷裂纹前沿的应力强度因子KI，如求解结果大于内胆材料断裂韧性KIC，视为鼓泡在进一步演化； 5在鼓泡演化过程中，考虑缺陷内氢气向外渗透和缺陷体积增大对鼓泡内压力下降的影响，并在每个裂纹扩展步骤中对鼓泡内的氢气压力进行更新； 在鼓泡演化过程中，按照如下方法计算鼓泡内的氢气压力下降： 5.1将空腔缺陷近似成半径为rvoid的球体，对泄压时间段内氢气由空腔向外扩散的浓度分布曲线cr进行积分，获得进入内胆中的氢气含量； 5.2考虑缺陷体积增大造成的鼓泡内压力下降，空腔内的高压氢气采用Abel-Nobel状态方程计算真实气体的压缩因子Z； D1：在每一步计算中，先利用当前步鼓泡内压力pi计算压缩因子Zi，再计算应力强度因子KI；若计算结果经比较后裂纹会进一步扩展，则限定在下一个扩展步中的裂纹扩展长度小于当前裂纹尺寸的设定比例值； D2：将空腔缺陷的体积设定为近似微小长方体，计算鼓泡形成的空腔缺陷的体积V； D3：计算鼓泡过程的第i个裂纹扩展步中的鼓泡缺陷内氢气压力； 5.3重复步骤D1-D3的计算过程，直到鼓泡时的应力强度因子KI小于材料的断裂韧性KIC，此时鼓泡过程结束。

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