Debido a la urgente necesidad de transporte transoceánico a gran escala de hidrógeno líquido, este artículo se centra en el estudio de un tanque esférico de hidrógeno líquido tipo MOSS de 8000 m³ para buques, realizando un análisis multifísico acoplado térmico-estructural y una evaluación de la integridad estructural en la zona de temperatura del hidrógeno líquido. Se estableció un modelo tridimensional de elementos finitos que incluye una capa de aislamiento compuesta de «microesferas de vidrio huecas (HGM) + fieltro elástico» y componentes de soporte compuestos. Basado en la normativa de la Organización Marítima Internacional (OMI), se simularon tres condiciones típicas de navegación: ecuador, IGC y USCG. Los cálculos termodinámicos muestran que el sistema de aislamiento tiene un buen rendimiento, con una tasa de evaporación diaria (BOR) de 0.123% a 0.158% en todas las condiciones, cumpliendo el límite de diseño de menos del 0.2%. El análisis mecánico revela que la deformación térmica inducida por la muy baja temperatura de -253 ℃ domina la deformación acoplada y provoca una concentración significativa de esfuerzos en las conexiones de soporte. Tras el tratamiento de la linealización del esfuerzo según la norma ASME VIII-2, se eliminaron eficazmente los picos locales de esfuerzo, mostrando los resultados que la máxima combinación de esfuerzo primario y secundario es de 493.6 MPa, inferior al límite permisible de 600 MPa. Este estudio revela la respuesta mecánica multifísica acoplada de los grandes tanques esféricos MOSS de hidrógeno líquido bajo condiciones extremas de servicio, proporcionando referencias de ingeniería y técnicas para el diseño estructural futuro, la optimización del aislamiento y la evaluación de seguridad de equipos de almacenamiento y transporte marítimo de hidrógeno líquido.

tanque esférico de hidrógeno líquido; acoplamiento térmico-estructural; microesferas de vidrio huecas; tasa de evaporación diaria; linealización de esfuerzos