Details

В наше время газовые баллоны высокого давления из композиционных материалов применяются во многих сферах жизнедеятельности человека. Значительный спрос на такие изделия затрагивает энергетическую сферу, где используются для транспортировки и хранения топлива. Тенденция совершенствования таких изделий требует достижения показателей эффективности по массе и стоимости итогового продукта. Однако процесс вывода таких изделий в эксплуатацию очень долгий, в частности из-за трудности учета при проектировании главной особенности изделий из композиционных материалов – материал и конструкция появляются одновременно в едином технологическом процессе. В работе представлен подход к проектированию баллонов для задач топливной энергетики – а именно, задач хранения и транспортировке сжиженного газа. Целью работы является разработка методики проектирования изделия, совмещающей связанные расчеты конструктивно-технологических параметров намотки и проектировочный расчет баллона высокого давления в аналитической постановке для решения задач оптимизации по массе. В работе также выполнен проверочный расчет в численной постановке. Аналитический расчет необходим для решения задачи оптимизации сложной слоистой структуры, численная постановка используется для верификации и уточнения влияния конструктивного краевого эффекта на показатели по предельному давлению оптимизированной слоистой структуры.

Nowadays, high-pressure gas cylinders made of composite materials are used in many areas of human life. Significant demand for such products affects the energy sector, where they are used for transportation and storage of fuel. The trend of perfection of such products requires the achievement of efficiency indicators in terms of weight and cost of the final product. However, the process of putting such products into operation is very long, in particular due to the difficulty of taking into account when designing the main feature of products made of composite materials - the material and the structure appear simultaneously in a single technological process. The paper presents an approach to the design of cylinders for the tasks of topical energetics, namely.