ANSYS_ACP复合材料缠绕设计详解：Ⅳ型储氢罐高精度建模与压力分析

氢气因其零排放特性而被认为是能源的终极形式，氢燃料电池汽车也以其零排放的特点成为未来汽车的发展趋势，用于存储高压氢气的储氢气瓶是燃料电池汽车必不可少的关键零部件之一。根据储氢罐的结构，它可以分为四种类型。I型储氢罐是一种金属气缸，其重量大、储存压力低。II型的特点是在金属衬套外部增加了环箍绕组，与I型相比，重量减轻，压力增加。III型在金属衬套周围完全包裹碳纤维，并进一步加强圆顶部分，减轻重量，从而获得更大的承压能力。IV型和III型的区别在于，IV型储氢罐中使用了塑料衬套，再次降低了成本和重量，其氢气储存压力可高达70MPa。

ANSYS ACP是一款专用的复合材料前后处理工具，在前处理铺层信息定义和后处理结果查看环节中都有着简洁高效和人性化的设置操作，但限于储氢罐的几何模型复杂、铺层角度多变、圆顶处不规则加厚等特点，其实体模型的复材缠绕铺层设置较有难度，本文旨在基于ANSYS Workbench平台建立等比例、高精度的Ⅳ型储氢罐复合材料实体模型，并将其与Static Structural联合使用以分析其在60MPa压力作用下的变形、应力、应变等信息。其中详述了ANSYS ACP在复合材料铺层设计中的操作流程及变角度、变厚度、实体贴合碳纤维铺层等内容，为Step by Step可复现教程文档，借助此过程可掌握复杂实体模型的复材铺层设计技术，另外本文所采用的储氢罐模型来源于真实Ⅳ型储氢罐模型，亦可为储氢罐设计应用提供技术支撑。

付费文件包含完整仿真流程文件一套、所使用的全部几何文件和软件逐步操作教程文档一个。教程文档十分详细，共计51页、7000余字，用户可根据教程文档进行学习以及逐步操作实现对Ⅳ型储氢罐碳纤维复合材料的铺层设计与仿真。

文档教程收获：

1. 掌握ACP变角度、变厚度的复杂形状实体复合材料缠绕铺层设计技术。
2. 学会ACP软件厚度增强、铺层修剪、沿指定路径挤出、铺层贴合实体等技能。
3. 熟练掌握IV型储氢罐的等比例、高精度复合材料设计建模技术，为储氢罐设计应用奠定工程技术基础。

文件部分截图如下：

图1 模型三维图

图2 Ⅳ型储氢罐有限元模型

图3 T700碳纤维铺层厚度云图

图4 T700碳纤维不同角度复材铺设纤维方向

图5 60MPa压力作用下等效应力云图

图6 教程文档目录截图

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