Development of a finite element simulation methodology for the analysis of thick-walled hydrogen tanks

Abstract

Das Ziel dieser Thesis ist die Entwicklung einer Methodik für die Simulation von dickwandigen Wasserstofftanks. Die entwickelte Methodik soll die Faserarchitektur sowie das interlaminare Verhalten der Struktur bei inneren und äußeren Lasten abbilden können. Für die Auswahl einer Methodik werden Voruntersuchungen an einem simplifizierten Tankmodell sowie eine finale Untersuchung an einem realen Tankmodell unter verschiedenen Lastfällen durchgeführt. Aus den Untersuchungsergebnissen haben sich die Parameter für eine Simulationsmethodik ergeben. Die Methodik bildet die Faserarchitektur im Detail ab und ist im Rechenaufwand anpassbar. Die Anwendung der Methodik hat gezeigt, dass sinnvolle Ergebnisse erzielt werden.

The aim of this thesis is to develop a methodology for the simulation of thick-walled hydrogen tanks. The developed methodology should be able to simulate the fibre architecture as well as the inter-laminar behaviour of the structure under internal and external loads. For the selection of a methodology, preliminary investigations are carried out on a simplified tank model and a final investigation on a real tank model under various load cases. The parameters for a simulation methodology were derived from the test results. The methodology models the fibre architecture in detail and can be adapted in terms of computational effort. The application of the methodology has shown that meaningful results can be achieved.