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龙图腾网获悉浙江工业大学申请的专利碳纤维增强复合材料储氢气瓶微裂纹缺陷响应的预测、检测和评估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：CN118629556B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-14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：202410843803.7，技术领域涉及：G16C60/00；该发明授权碳纤维增强复合材料储氢气瓶微裂纹缺陷响应的预测、检测和评估方法是由马利;刘昶辰;应凯迪;王守龙设计研发完成，并于2024-06-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本碳纤维增强复合材料储氢气瓶微裂纹缺陷响应的预测、检测和评估方法在说明书摘要公布了：碳纤维增强复合材料储氢气瓶微裂纹缺陷响应的预测、检测和评估方法。该方法包括过程：1建立真实微裂纹缺陷的细观力学模型；2建立含微裂纹缺陷的气瓶数字孪生模型，预测缺陷对气瓶力学行为响应的影响；3采用激光剪切散斑干涉技术检测内压加载下气瓶的响应特征信息；4评估微裂纹缺陷对气瓶结构性能的影响。区别于目前已有的缺陷模型，本发明同时考虑了气瓶生产制造过程中导致的纤维层弯曲和层间界面剥离，建立了真实微裂纹缺陷的细观力学模型，实现对含大量位置随机、形态分散的微裂纹缺陷的气瓶结构性能的预测，通过激光剪切散斑干涉实现对气瓶高效可靠的检测，基于此方法可实现复合材料气瓶微裂纹缺陷响应的预测、检测和评估。

本发明授权碳纤维增强复合材料储氢气瓶微裂纹缺陷响应的预测、检测和评估方法在权利要求书中公布了：1.碳纤维增强复合材料储氢气瓶微裂纹缺陷响应的预测、检测和评估方法，包括以下步骤： 步骤1、建立真实微裂纹缺陷的细观力学模型； 步骤2、建立含微裂纹缺陷的气瓶数字孪生模型，预测缺陷对气瓶力学行为响应的影响； 步骤3、采用激光剪切散斑干涉技术检测内压加载下气瓶的响应特征信息； 步骤4、评估微裂纹缺陷对气瓶结构性能的影响； 步骤1具体包括： 1.1建立了纤维弯曲和层间界面剥离耦合的微裂纹缺陷RVE代表性体积单元模型；将微裂纹缺陷的代表性体积单元沿x方向划分成若干窄带，每根窄带内的纤维弯曲近似具有相同的离面偏转角，t为界面分层厚度，反映界面剥离程度； 1.2.a首先，针对层间界面剥离，在每根窄带内通过渐进均匀化方法沿z方向进行第一步均匀化；渐进均匀化处理后得出等效刚度系数的表达式： 1 式中，为特征函数，为平均算子，； 1.2.b求得等效刚度系数的解析解： 2 1.2.c对于纤维增强的各向异性材料，则渐进均匀化得出的等效刚度矩阵中有9个非零等效刚度系数，表示为： 3 1.3.a针对纤维弯曲，对第一步均匀化之后的窄带沿x方向进行第二步均匀化；首先，根据式4计算每条窄带由于纤维弯曲导致的离面偏移引起的刚度矩阵： 4 其中k和θk分别表示窄带编号及其离面偏转角度，m是窄带的总数，为窄带的转换矩阵； 1.3.b相邻窄带在界面连续处应力连续、变形协调，由式5计算出微裂纹缺陷整体的等效刚度矩阵： 5 其中，，和是第一步沿z方向渐进均匀化得到的等效刚度矩阵的子矩阵；，和是第二步沿x方向均匀化得到的等效刚度矩阵的子矩阵； 步骤2具体包括： 2.1根据气瓶微裂纹缺陷的统计信息，由步骤1所提供的方法计算得出不同微裂纹缺陷的等效刚度矩阵； 2.2建立含微裂纹缺陷的气瓶数字孪生模型，将2.1计算得出的等效刚度矩阵作为材料属性赋予对应的网格单元； 2.3根据实际工况对上述建立的含微裂纹缺陷的气瓶数字孪生模型施加载荷和约束，预测微裂纹缺陷对气瓶结构性能的影响； 步骤3具体包括： 3.1气瓶激光剪切散斑干涉实施方案，剪切的实现方式包括：基于迈克尔逊干涉光路、采用光学楔形棱镜引入剪切量、采用双折射棱镜，并调整激光在被测气瓶表面的照射情况； 3.2在气瓶加压或卸压的过程中对被测气瓶采用激光剪切散斑干涉测量装置进行图像采集和分析，输出气瓶表面被测区域的剪切条纹演化过程； 3.3所采集的剪切条纹图经解包裹得到图像的相位图，根据所设置的不同方向的剪切量，得到相位差与位移梯度之间的关系，如式6所示： 6 其中，为相位差，为激光波长，为对应方向的剪切量；沿着剪切方向进行积分得到气瓶被测区域表面的离面位移； 步骤4具体包括： 4.1根据上述步骤2获得的含微裂纹缺陷气瓶的数字孪生模型的预测结果，与无缺陷的理想气瓶的有限元模型对比，获得真实气瓶性能退化的首次评估； 4.2在给定的检测条件下，具体条件包括：激光波长、放大系数、剪切量、剪切方向、压力等级或压差，获取被测气瓶的条纹模式；结合气瓶的定期检验要求，在同等的检测条件下再次进行检测，直接通过两次检测的条纹级数对比，根据式7判断气瓶服役过程中的性能退化程度： 7 其中，n为条纹级数。

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