即将直播：复合材料气瓶设计仿真关键技术与工具应用报告会
- 作者优秀
- 优秀教师/意见领袖/博士学历/特邀专家/独家讲师
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导读：在当今能源领域，氢气作为一种新型清洁能源正逐步显现其重要性。特别是在汽车、航天和舰船等高科技领域，氢气的使用不仅标志着能源使用的一种进步，也体现了环保意识的提升。核心于氢能应用的，是对氢气的储存和运输技术的不断创新，其中氢气瓶作为储存和运输氢气的关键设备，其技术的发展历程、市场前景及新技术应用成为了值得深入探讨的话题。1月21日20时（周日），仿真秀2024新年设计仿真新年报告第九期邀请仿真秀优秀讲师高级攻城狮做《复合材料气瓶设计仿真关键技术与工具应用》公开课，重点介绍国内外先进的复合材料气瓶纤维缠绕仿真软件、复合材料气瓶缠绕有限元分析软件和未来的发展趋势，详情见后文。请点击文尾阅读原文观看和回放。
图1 储氢的复合材料气瓶
现代氢气瓶大量采用了复合材料，特别是碳纤维。这些材料具有质轻、强度高的特点，使得氢气瓶在保持强度的同时减轻了重量。复合材料气瓶通常采用金属内胆配合外层复合材料层，有效提高了气瓶的安全性能。复合材料气瓶的碳纤维层一般采用缠绕成型的工艺制备，其缠绕成型过程中为了保证强度，复合材料层厚度高达20~30mm，高压气瓶层数近100层，其缠绕角度以及线型几乎每层都存在变化，给工艺仿真以及有限元分析带来极大的挑战，一直是国内外研究的难点与热点。 
国外在缠绕仿真软件这块有着较快的发展，特别典型的代表为比利时的Cadwind、英国的Cadfi、马其顿的Winding Expert以及美国的Composicad软件，其具有缠绕线型仿真、非测地线轨迹规划、支持多种格式的数控代码输出功能以及输出主流的abaqus、ansys以及natran等有限元代码等功能，性能较为优异，可为储氢气瓶提供较为有利的缠绕成型技术支撑，处于国际领先地位。图3 国外先进的复合材料气瓶纤维缠绕软件
高压储氢气瓶缠绕层较厚，特别是螺旋向缠绕过程中封头位置的变厚度以及变角度增大了气瓶的有限元建模难度，国际上致力于专业复合材料气瓶的有限元分析软件为Abaqus-wcm以及Woundsim。ABAQUS WCM 模块(Wound Composites Moldeler)用于三维缠绕复合材料压力容器建模，可以准确预测复合材料缠绕压力容器的性能，并与ABAQUS/CAE无缝连接。该模块中还具有专业完善的后处理功能，帮助分析结果的查看。可以用于静力学仿真分析、动力学仿真分析、热传递仿真分析以及热应力仿真分析，较为可惜的是目前仅仅支持abaqus 2017版本。 图4Abaqus-WCM软件气瓶有限元分析软件
WoundSIM是S-VERTICAL公司开发的一款用于缠绕复合材料压力容器（COPVs）设计、数值模拟和优化的新一代工具。在已有类型工具基础上，提供独立可视化图形界面，强化了参数铺层建模，引入结构优化与试验设计功能，满足复合材料结构设计仿真一体化的需求。
Woundsim除了具有与Abaqus-wcm相同的复合材料气瓶的建模功能外，还提供先进的工程和集成算法，为COPV设计人员和仿真工程师提供多种工具与辅助功能：整体COPV结构减重模块
包括DOE试验设计方法
有限元模型的批处理功能
COPV几何结构的稳健性分析
可以提供与其它缠绕成型软件或厚度成型公式相关联
基于以上，1月21日20时（周日），仿真秀2024新年设计仿真新年报告第九期我的《复合材料气瓶设计仿真关键技术与工具应用》公开课直播，主要针对高压复合材料气瓶，开展先进的复合材料气瓶纤维缠绕仿真软件、先进的复合材料气瓶有限元分析软件以及针对仿真以及有限元分析软件未来发展趋势的进行分析讲解。以下是直播安排
2024新年报告会（九）： 复合材料气瓶设计仿真关键技术与工具应用-仿真秀直播
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强烈推荐理工学学子和高校教师、复合材料气瓶仿真设计工程师和科研工作者、复合材料气瓶有限元兴趣爱好者和应用者、复合材料气瓶缠绕成型工艺的相关人员和复合材料气瓶强度设计、爆破压强估算、缠绕线型设计领域的专家学者、工程师、高校教师学生等来直播间交流互动，共同进步。
（完）
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