综述：含水层热能储存（ATES）的资本成本综述

本文系统综述了复合高压储氢容器（HHSVs）的失效预测与优化技术，聚焦爆破失效（burst failure）和疲劳失效（fatigue failure）两大核心问题，探讨了纤维增强复合材料（fiber-reinforced composites）的失效准则、有限元分析（FEM）在渐进损伤模型中的应用，以及响应面法（RSM）、遗传算法（GA）等优化策略，并创新性提出多丝缠绕技术（multi-filament winding）提升容器性能。

　　

失效判定与高压储氢容器的挑战

复合高压储氢容器（HHSVs）作为氢燃料电池汽车（HFCVs）的核心部件，其轻量化与高可靠性需求推动了材料与工艺的革新。Type III/IV型容器由内衬（liner）和全缠绕纤维层构成，但高压循环载荷下易发生爆破失效（内压超限）和疲劳失效（循环应力累积），二者直接关联容器强度与寿命。纤维层失效模式复杂，包括基体开裂（matrix cracking）、界面脱粘（interface debonding）和纤维断裂（fiber rupture），需通过失效准则（如Tsai-Wu、Hashin准则）建立评估模型。

预测模型构建与有限元技术

基于三维损伤理论的UMAT/VUMAT子程序成为主流，如Liao团队结合Python开发的显-隐式复合模型，可模拟爆破残余强度。有限元分析（FEM）通过渐进损伤模型（progressive damage model）精准预测爆破压力（burst pressure）和疲劳寿命（fatigue life），其中应力比（R=0.1）和载荷谱（loading spectrum）是关键参数。

优化策略与多丝缠绕技术突破

响应面法（RSM）适用于初期参数优化，而遗传算法（GA）擅长处理非线性问题。创新性的多丝缠绕技术解决了传统工艺中的纤维交叉（fiber crossing）和下垂（sagging）问题，提升负载性能的同时减少15%纤维用量。优化目标聚焦铺层顺序（lay-up sequence）、缠绕角（winding angle）等参数，ISO标准为设计提供基础框架。

未来方向与挑战

当前研究需突破多物理场耦合（如氢脆效应）的精准模拟，并开发智能算法实现实时寿命预测。轻量化与高储氢密度（70 MPa）的平衡仍是难点，而多丝缠绕等新工艺有望推动产业化进程。

（注：全文严格基于原文缩略语及数据，未扩展非提及内容。）