随着国家能源战略的发展，燃料电池汽车成为行业的热点，韩国现代、日本丰田以及宝马等陆续推出了新一代的燃料车，其中用于储氢的高压70MPa储氢气瓶成为关键部件，如下图1所示，用于高压储氢气瓶一般由内衬、碳纤维复合材料层以及玻璃纤维层组成，其中内衬主要起密封作用，而碳纤维复合材料层为主要承受载荷作用，玻璃纤维层主要起保护外界冲击作用。碳纤维复合材料层占了气瓶绝大部分重量，其设计仿真为目前高压储氢气瓶研究的主要内容。

图1 车载高压复合材料气瓶

高压70MPa储氢气瓶碳纤维层采用复合材料缠绕成型，涉及的缠绕层数高达100多层，并且不同缠绕层角度变化较大，在气瓶的概念设计阶段，需要根据不同的内衬结构进行形状以及拓扑优化，存在仿真模拟-有限元分析计算工作量大的突出矛盾。特别是由于气瓶的封头+筒身结构以及缠绕成型的测地线规律，导致气瓶封头复合材料层为变厚度以及变角度，加大了建模的难度，如图2所示。

图2 高压复合材料气瓶缠绕成型以及仿真建模

为了解决高压复合材料气瓶快速建模以及精确分析的难题，美国著名的Composicad以及比利时Cadwind软件都开发了缠绕仿真-有限元分析的一体化平台，实现了车载高压复合材料气瓶在概念设计阶段的快速缠绕仿真以及分析验证，如图3所示。

图3 Composicad 快速缠绕仿真-有限元分析一体化平台

仿真秀平台基于储氢燃料车高压储氢气瓶的行业热点，引入“车载储氢碳纤维复合材料气瓶快速设计仿真”直播课程，给大家介绍车载复合材料气瓶快速缠绕仿真-有限元分析一体化平台，主要直播内容如下：

HyperWorks设计与仿真平台