Multiscale data-driven failure prediction of hydrogen composite vessels under static and dynamic impact loading
Multiscale data-driven failure prediction of hydrogen composite vessels under static and dynamic impact loading
批准号:
EP/Y024567/1
负责人:
Dongmin Yang
金额:
$25.55万
依托单位:
依托单位国家:
英国
项目类别:
Fellowship
财政年份:
2023
资助国家:
英国
项目状态:
未结题
起止时间:
2023 至 --
中文摘要
作为燃料电池汽车的关键部件,安全、轻量化的储氢容器的研制对燃料电池汽车的续航里程至关重要。复合储氢容器具有取代传统金属容器的潜力,使单位质量的储氢密度更高。然而,由于碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料抗冲击性能差,损伤机理复杂,一旦受到横向冲击,其安全性仍然令人担忧。因此,根据安全要求对储氢容器进行设计和优化势在必行。如何取代昂贵、苛刻的动态测试方法,准确预测复合材料储罐在动态冲击载荷作用下的复杂热机械响应,是研制和部署新型复合材料储氢容器的关键。因此,这项欧盟玛丽·居里奖学金的目标是:(1)首次利用获得专利的试验台,对复合材料在更广泛的多轴载荷条件下的失效强度和机理建立系统和基本的了解;(2)建立基于高保真RVE的复合材料有限元模型,使用ML识别的不确定材料参数,以生成多轴载荷条件下的全谱失效预测;(3)协同实验数据和数值预测,培训数据驱动的ML工具,用于预测材料的失效包络,并为改进的失效准则的开发提供信息;(4)实施修改后的失效准则,开发多尺度冲击载荷下氢复合材料容器的虚拟设计和试验工具,并结合实验对其进行计算机辅助设计和试验性能评估;(5)开发和维护专用的虚拟工具传播平台,以物理试验为支持,推动氢复合材料容器的虚拟设计和试验
英文摘要
As a key part of the fuel cell vehicles (FCVs), the development of safe, lightweight hydrogen storage vessels is critical for the range of the vehicles. Composite storage vessels has the potential to replace traditional metal vessels, enabling high hydrogen storage density per unit mass. However, due to the poor impact resistance and complex damage mechanisms of carbon fibre reinforced polymer (CFRP) composites, safety is still concerned once it is subjected to transverse impact. Therefore, it is imperative to design and optimise the hydrogen storage vessels based on safety requirements. How to replace the expensive and harsh dynamic test method, accurately predict the complex thermomechanical response of the composite storage vessel under the dynamic impact loading is critical for the development and deployment of new hydrogen composite vessels. Therefore, this EU Marie Curie fellowship aims to:(1) For the first time, create systematic and fundamental understanding of the failure strength and mechanisms of composites under much broader multiaxial loading conditions using a patented test rig;(2) Establish high fidelity RVE-based FE modelling of composite with ML identified uncertain material parameters to generate a full spectrum of failure predictions under multiaxial loading conditions;(3) Synergise the experimental data and numerical predictions to train data-driven ML tools for predicting the material failure envelope and informing the development of a modified failure criterion;(4) Implement the modified failure criterion and develop a multiscale virtual design and test tool for hydrogen composite vessels under impact loading as well as evaluate their CAI or TAI performance against experiments;(5) Develop and maintain a dedicated platform for dissemination of the developed virtual tool and promote virtual design and test of hydrogen composite vessels backed up by physical tests
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批准号:EP/T02464X/1
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项目类别:Research Grant
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资助金额:$3.27万
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财政年份:2021
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负责人:Dongmin Yang
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依托单位:
国内基金
海外基金
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