缠绕角度对IV储氢气瓶性能的影响
1.缠绕方式分为：螺旋缠绕、环向缠绕和极性缠绕（当然了，其实也可以理解为低角度螺旋），每种方向都具有潜在优势[这些方向对气瓶的性能有很大影响极角 （0°） 抵消轴向应力并提高轴向的强度，而环向角 （90°） 抵抗环向应力并提高环向的强度，螺旋缠绕可同时对轴向应力和环向应力进行抵抗；
小编补充：环向应力和轴向应力是承受内压的圆筒形容器（如管道、压力容器等）中最常见的两种应力形式，其产生与内压引起的力学效应直接相关，
环向应力（周向应力，σₜ）
：沿圆筒圆周切线方向的应力，由内压试图 “撑开” 筒壁产生，属于拉伸应力。
轴向应力（纵向应力，σₐ）
：沿圆筒轴线方向的应力，由内压对封头的推力拉伸筒壁产生，同样为拉伸应力
2.通常，在承受载荷的材料中，各种应力以不同的角度和方向作用。主应力是作用在没有剪切应力的特定方向上的法向应力（拉伸或压缩）。在材料内的特定位置遇到的最大 法向应力称为最大主应力。用于确定最大主应力值的关键术语是环向应力和轴向应力。估计最大主应力至关重要，因为它为了解材料对载荷的响应及其潜在的失效提供了有价值的见解。失效理论之一是最大主应力理论，它使用最大主应力根据其极限强度预测材料失效的可能性。分析 CPV 上最大主应力的分布有助于确定最易失效的位置，从而有助于设计优化。
小编补充：关于失效理论，其实小编之前写过很多，比如Mises，蔡武失效等等，其实我认为在评判气瓶失效方式时，可以不拘泥这些方式，可采用纤维在气瓶上实际发挥的强度，将其等效为刚体进行强度校核；
以下是一些材料属性，大家计算的时候可以参考，具体还需要自己根据试验测试所得，如果在仿真中输入错误的计算参数，那么还不如不进行仿真计算；
3.各种预测材料失效的失效理论，包括最大主应力理论和等效应力理论。这些理论之间的选择取决于材料是脆性的还是延展性的。脆性材料中经常使用的最大主应力理论假设，当材料的单轴拉伸强度被最大主应力超过时，就会发生材料的失效。换句话说，失败是由 fracture 指定的。等效应力理论，也称为 von Mises 准则，通常用于延展性材料。它表明，当变形应变能（与改变形状但不改变材料体积的变形有关）达到临界值时，就会发生失效。该理论基于这样一种观点，即延展性材料不会因为应力状态而失效，而应力状态仅施加体积变化。因此，假设畸变应变能控制失效。由于所研究的 4 型 CPV 由表现为脆性的材料制成，因此当前工作中使用最大主应力理论来使用来预测爆破压力的值。
4、应力值随着所研究范围内的层数（最多 42 层）在所有绕组角度上增加而下降。这是因为添加更多的复合层会使压力容器更耐用，从而减少产生的残余应力；
5.在恒定的层数下，可以观察到最大主应力在 0°、10°、20° 和 30° 的缠绕角度处较低，而在 70°、80° 和 90° 的缠绕角度下，最大主应力较高，在 40° 的缠绕角度处出现中间应力水平， 50° 和 60°。因此，与中等和高螺旋缠绕角度相比，低螺旋缠绕角度 （10°–30°） 对增强气瓶耐用性的影响更大。
小编补充：低角度螺旋可以将更多的轴向分力施加给气瓶封头两端，如果采用高角度的话便会削弱轴向分力，而环向分力还应主要由环向应力来进行分担，越低螺旋对轴向贡献越好，但是会出现气瓶两端堆积严重，如果按理论计算，封头两端的厚度应该是渐变减少，封头顶端的厚度为环向厚度的一半最为合理，现在由于工艺以及封头与筒体过渡处的弯曲应力的原因，实际恰恰相反；
6.增加复合层数可以提高 CPV 的刚度和强度，并增强承载能力。层数也会影响爆破压力，因为更多的层使用单个绕组角度提供更多的加固。然而，在容器壁上添加层会使其更厚，可能更重，这在重量是重要考虑因素的应用中非常重要。基于这些发现，可以得出结论，20° 和 40° 之间的低螺旋角有助于提高压力容器的耐用性和便携性。在生产用于运输系统的便携式压力容器时，这两个方面非常重要。值得一提的是，应力分布表明，使用单个缠绕角度时，圆顶区域承受的应力值最高
小编补充：关于20度和40度，小编持有保留意见；
7.在工业上，这些绕组角度很容易应用于纤维缠绕业务，因为它们不会引起打滑，这与极角或极低的螺旋绕组角度不同，它们通常在 0 到 10° 之间。此外，在实用性方面，箍绕角 （90°） 可以在滑架的一次移动通道上完成，但螺旋角需要放料眼多次来回移动。因此，应用环形角可缩短生产时间并提高生产率。
