项目背景

复合材料压力容器在航空航天压力容器、呼吸气瓶、车用压缩天然气气瓶、氢能源汽车中有着广泛的应用。按照TSG R0006-2014《气瓶安全技术监察规程》规定，纤维缠绕复合压力容器的瓶体设计应当采用应力分析设计方法。由于其外纤维缠绕层结构复杂，而且具有各向异性的特点，设计时需要通过几何建模、网格划分、载荷施加、求解、后处理等环节开展仿真分析，对几何参数进行反复修改以满足结构强度要求，存在时间成本高、通用性差及可优化性差等问题。

解决方案

基于M-InteG集成优化软件的流程集成与优化功能搭建环缠绕、全缠绕压力容器自动设计与仿真流程，通过软件集成组件集成了UG、ANSYS、Python程序、优化算法、Origin、Word等10余种商业软件及自研程序，涉及150余个设计参数、50多项气瓶设计理论公式及算法。基于流程驱动与优化功能，设计师只需输入技术指标即可自动完成参数设计和三维建模，并根据结构模型，自动进行仿真建模与强度计算，最后一键生成设计报告。

案例成效

基于M-InteG软件开展某35MPa复合材料压力容器产品设计，实现了设计—建模—仿真—优化的一体化运行。与传统设计过程相比，大幅提升了压力容器产品设计的自动化水平，设计周期缩短到1/5，计算精度误差小于5%，计算结果满足工程设计要求。