مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تعیین پاسخ مکانیکی مخازن کامپوزیتی با برش دایره‌ای تحت فشارهیدرواستاتیک خارجی یکنواخت

نویسندگان
1 استادیار دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
2 دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
3 دانشگاه صنعتی مالک اشتر
چکیده
ایجاد دریچه در مخازن کامپوزیتی به دلیل کاربری های مختلف مانند لزوم دسترسی، بازرسی، نصب قطعات، محل ورود و خروج و غیره اجتناب ناپذیر است. هدف از این پژوهش، بررسی قرارگیری مخازن کامپوزیتی با سه دریچه دایره ای در فشار 30 بار است بطوری که هیچ یک از انواع واماندگی های پیش رس (قبل از شکست) مانند کمانش درآن رخ ندهد. علاوه بر آن تعیین ضخامت بهینه مخزن برای تحمل این فشار و اثر ایجاد دریچه در این پژوهش بررسی شده است. مخازن مورد بررسی از الیاف شیشه و ماتریس اپوکسی در نظر گرفته شده است. به منظور بررسی پارامترها از روش اجزای محدود جهت تحلیل وضعیت های مختلف استفاده شده است. در تحلیل اجزای محدود، نرم افزار آباکوس استفاده گردید و از آنالیزهای خطی و غیر خطی جهت حل مساله استفاده شد. جهت ارزیابی نتایج شبیه سازی، رفتار مکانیکی دو نمونه تست فشار خارجی مخزن تا نقطه شکست بررسی شد و نتایج آن با شبیه سازی مقایسه شد. همچنین مخزن نهایی با سه دریچه ساخته شد و تحت فشار خارجی 30 بار مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج بدست آمده از تحلیل ها نشان می دهد، بهترین ضخامت برای تحمل این فشار در مخزن با دریچه، 16 میلی متر بوده و ایجاد دریچه باعث کاهش فشار کمانش مخزن می گردد. همچنین با افزایش اندازه دریچه میزان درصد کاهش فشار کمانش افزایش می یابد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Determination of mechanical response of composite cylinders including circular cutout subjected to uniform external hydrostatic pressure

نویسندگان English

Majid Elyasi 1
Hassan Yousefinezhad Gildeh 2
Mahmood Zabihpoor 3
چکیده English

Due to necessary of existence of access opening, inspection paths, installation, entrance and exit doors, etc, creation of cutouts on the vessel structure is unavoidable. On the other hand, composite structures and structural analysis is complex and create cutout and imperfection structure increase these complexity. The aim of this research is to determine the mechanical response of three cutout positions on composite pressure vessels under 30 bar external pressure, so that no buckling and fracture failure occurs. Also, the optimum composite vessel thickness for this condition and cutout effect has been determined in this study. The studied vessels are made from E-Glass fiber and Epoxy matrix. Finite element simulation used to investigate the parameters effect. For this reason, commercial ABAQUS software and linear and non-linear analysis carried out to examine the parameters. To evaluate the simulation results, two composite vessels manufactured and fractured under external pressure. Moreover, the final vessel with three cutouts tested under 30 bar external pressure. The concluded results show that the optimum thickness was 16 mm for vessel with three cutouts and create the cutouts led to decrease buckling pressure. Also, with increasing cutout size the percent of buckling pressure increased.

کلیدواژه‌ها English

Composite vessels
Cutout
finite element method
External Pressure
Buckling