हाइड्राइड थकान: त्रिआयामी टैंकों में चक्रीय विकृति और तापीय अवरोधन

एक ठोस अवस्था हाइड्रोजन टैंक में एक गंभीर विकृति उत्पन्न हुई जिसने इसकी शीतलन प्रणाली को अवरुद्ध कर दिया। यह विफलता चार्ज और डिस्चार्ज चक्रों के दौरान धातु हाइड्राइड पाउडर के आयतन विस्तार के कारण हुई। इसे हल करने के लिए, एक 3D पाइपलाइन लागू की गई जो VGSTUDIO MAX, Ansys और SolidWorks को एकीकृत करती है, जिससे सामग्री के क्रमिक संघनन का अनुकरण करने और भौतिक प्रोटोटाइप में होने से पहले थर्मल पतन बिंदुओं की भविष्यवाणी करना संभव हो जाता है।

चक्रीय संघनन और थर्मल तनाव विश्लेषण के लिए 3D पाइपलाइन 🔬

कार्यप्रवाह VGSTUDIO MAX के साथ शुरू हुआ, जिसमें कई चक्रों के बाद हाइड्राइड पाउडर बिस्तर की आंतरिक ज्यामिति को स्कैन और पुनर्निर्माण किया गया। अत्यधिक संघनन के क्षेत्रों की पहचान की गई जहां सरंध्रता 15% से अधिक कम हो गई थी। इन आंकड़ों को चक्रीय आयतन विस्तार का अनुकरण करने के लिए Ansys में निर्यात किया गया, जिसमें 20°C से 150°C तक परिवर्तनीय थर्मल भार लागू किए गए। परिणामी तनाव मानचित्रों से पता चला कि संचित विकृति टैंक की दीवारों के खिलाफ एक महत्वपूर्ण संपर्क बिंदु उत्पन्न कर रही थी। अंत में, SolidWorks ने आंतरिक अंतर और शीतलन कुंडल की ज्यामिति को फिर से डिजाइन करने, घर्षण बिंदुओं को समाप्त करने और द्रव परिसंचरण सुनिश्चित करने की अनुमति दी।

अदृश्य संघनन: हाइड्रोजन प्रणालियों का मूक शत्रु ⚠️

सबसे बड़ी चुनौती प्रारंभिक विकृति नहीं थी, बल्कि इसकी प्रगतिशील और अगोचर प्रकृति थी। प्रत्येक चार्ज चक्र ने पाउडर को थोड़ा संकुचित किया, जिससे थर्मल विस्तार के लिए खाली स्थान कम हो गया। Ansys के साथ अनुकरण से पता चला कि 200 चक्रों के बाद, संचित तनाव कंटेनर की लोचदार सीमा से अधिक हो गया। यह मामला दर्शाता है कि धातु हाइड्राइड्स में सामग्री थकान न केवल दबाव पर निर्भर करती है, बल्कि आयतन विस्तार और थर्मल गिरावट के बीच परस्पर क्रिया पर भी निर्भर करती है। इस युग्मन को अनदेखा करना सिस्टम को समय से पहले यांत्रिक विफलता के लिए बर्बाद कर देता है।

ठोस अवस्था हाइड्रोजन टैंकों के लिए धातु हाइड्राइड थकान में थर्मल अवरोध तापमान और चक्रीय विकृति दर के बीच क्या संबंध है?

(पी.एस.: सामग्री थकान आपकी तरह है, 10 घंटे के अनुकरण के बाद।)