近日,我院安全科学与工程专业博士研究生孙翼骁在充氢承压柱壳结构动态断裂行为研究方面取得进展,相关研究成果《氢侵入对内部爆轰载荷作用下圆柱壳动态断裂行为的影响》(Effects of hydrogen ingress on dynamic fracture behavior of cylindrical shell subjected to internal detonation loading),发表在《International Journal of Hydrogen Energy》。《International Journal of Hydrogen Energy》是氢能领域的国际权威期刊,目前影响因子9.2(SCI二区)。论文第一作者为博士研究生孙翼骁,通讯作者为杜洋教授,中国石油大学(华东)为第一署名单位和唯一通讯单位。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、山东省自然科学基金等资助。
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氢能储运装备在服役期间面临氢脆和爆炸载荷的双重威胁,为揭示氢侵入对结构动态断裂行为的影响,本研究以典型承压圆柱壳为研究对象,采用电化学充氢方法,依托自主搭建的内部氢氧爆轰试验平台,开展了不同氢浓度条件下圆柱壳动态断裂试验,系统分析了爆轰压力历程、结构应变响应、裂纹动态扩展特征及断裂形貌。研究表明,氢侵入降低了裂纹扩展阻力,使更多裂纹能够同时扩展,进而促进裂纹分叉,并促使材料在高应变率加载下由韧性断裂向韧脆混合断裂转变。此外,氢侵入还增加了内部爆轰载荷作用下圆柱壳的总裂纹扩展长度和最大裂纹扩展速度。

内部爆轰载荷作用下不同氢浓度圆柱壳的裂纹动态扩展行为
该研究阐明了氢侵入对承压柱壳结构动态断裂行为的影响规律,为氢能储运装备在潜在爆炸载荷作用下的安全设计与评估提供了科学依据。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2026.155125
