摘要：Ⅳ型储氢瓶塑料内胆具有轻量化优势,但塑料低模量特性和自由体积易因为高压而发生较大形变,导致密封圈预压缩量减小而出现高压氢泄漏。因此,探明瓶口塑料密封结构对高压密封性能的影响至关重要。基于管束集装箱用大容量Ⅳ型高压储氢瓶,构建了瓶口密封结构有限元分析模型,分析了两种典型内胆材料在温度、压力、结构变化下的内胆形变和应力状态。结果表明,高模量材料、较小的径向塑料密封面厚度均有利于减小塑料密封面形变,较大的环向槽内倒角有利于减小内胆局部应力和增加界面处的抗氢泄漏能力;密封圈应远离环向槽结构布置。该研究为塑料内胆的瓶口密封结构设计提供了可参考的设计思路、方法与建议。

摘要：针对Ⅳ型储氢瓶塑料内胆在成型过程中的冷却收缩问题,在现有的工艺条件相对成熟的情况下,很难得到改善。提出一种Ⅳ型储氢瓶在成型过程中塑料内胆冷却收缩变形补偿方法,该方法通过对塑料内胆成型冷却过程的数值模拟,计算塑料内胆在成型冷却过程中的收缩变形量,并以模拟结果为基础,确定塑料内胆不同位置的反向补偿值,对塑料内胆形状尺寸进行预变形处理,实现了最终成型尺寸和设计尺寸的一致性。通过使用该变形补偿方法,实现了外径676 mm、壁厚8 mm、长度1932 mm的塑料内胆成型尺寸和设计尺寸的一致性保持,最大变形量控制在2 mm之内。采用有限元模拟方法降低了储氢瓶塑料内胆的生产成本,并且为模具设计提供了可靠的依据。

摘要：针对管束集装箱用高压大容量Ⅳ型储氢瓶塑料内胆工程化制备需求,研制开发了专用滚塑装备并设计了相关成型工艺。该装备突破火烧或烘箱等传统温控技术局限,创新采用模具分区原位控温技术,有效地提高了内胆外观质量和尺寸稳定性,实现了滚塑加工工艺对于空间高效利用与绿色节能的双重目标。利用研制的滚塑成型装备成功制备了单瓶水容积≥1 750 L的Ⅳ型储氢瓶塑料内胆,研究揭示了原位控温工艺对内胆外观质量、壁厚均匀性、直径和长度稳定性的影响规律。研究结果表明,原位控温技术在大长径比滚塑制品质量调控方面具有显著优势,为低成本、高效、可靠的滚塑产品开发提出了切实可行的解决方案。