润滑与密封

作者：冯少广，黄毅杰，杨琳，王鹏兵，杨文博，郭飞

单位：中国大唐集团科技创新有限公司;清华大学-中国大唐集团有限公司绿色与智慧能源技术联合研究院,,清华大学-中国大唐集团有限公司绿色与智慧能源技术联合研究院;清华大学摩擦学国家重点实验室,,中国大唐集团科技创新有限公司;清华大学-中国大唐集团有限公司绿色与智慧能源技术联合研究院,,清华大学-中国大唐集团有限公司绿色与智慧能源技术联合研究院;清华大学摩擦学国家重点实验室,,中国大唐集团科技创新有限公司;清华大学-中国大唐集团有限公司绿色与智慧能源技术联合研究院,,清华大学-中国大唐集团有限公司绿色与智慧能源技术联合研究院;清华大学摩擦学国家重点实验室,

关键词：高压储氢装置;氢气密封;失效评估;结构设计;正向设计体系

基金：清华大学-中国大唐集团有限公司绿色与智慧能源技术联合研究院项目 （10002552D24KJZB00011）

随着氢能产业的开发和应用，对储氢容器的储氢能力提出了更高要求，完成超高压氢气密封容器的设计成 为储氢领域的重要研究方向。基于 140 MPa 超高压力的应用工况，通过设计参数确定、公式校核和经验设计实现高压 储氢装置筒体、爆破片、盲底等关键零部件的结构设计；其中通过端盖与卡箍连接降低螺栓受力并提升密封可靠性和 拆装便捷性，通过可更换圆盘和垫环实现多种 O 形圈密封测试。采用切割模型、布置网格数量、选择划分方式等手段 进行网格划分，保证圆角、倒角、孔等特殊结构区域的网格划分质量；并结合关键配合面接触方式的设置，解决容器 超高压、高度非线性的有限元算法难题。最终根据塑性垮塌失效评定准则和局部过度应变失效评定准则完成对容器结 构和特征参数合理性的评价，构建一套从理论计算、数值校核、力学分析到失效判定的正向设计体系，对后续超高压 容器的加工和关键参数的优化提供借鉴。

来源：2026年第2期

《润滑与密封》期刊编辑部

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