به گزارش خبرگزاری مهر، امروزه مخازن در صنایع بنیادی از جمله صنعت هوافضا، خودروسازی، پتروشیمی و غیره کاربردهای فراوانی کسب کرده‌اند. یکی از ملزوماتی که در بعضی از صنایع همچون صنعت هوافضا به آن اشاره می‌شود، کاهش نسبت جرم به حجم مخازن برای فشار معین است. برای دسترسی به این هدف، مخازن تمام کامپوزیتی برتری قابل توجهی در میان دیگر مخازن دارا هستنند.
در این پژوهش که در قالب پایان نامه کارشناسی ارشد امیر پاشایی، دانش آموخته مهندسی مکانیک - گرایش ساخت و تولید - دانشگاه تربیت مدرس انجام و ارائه شد، مخزن تمام کامپوزیتی از جنس الیاف کربن آغشته با رزین اپوکسی طراحی و در نهایت نمونه‌ای از آن ساخته و مورد تست قرار گرفت. در واقع هدف از این تحقیق رسیدن به نسبت جرم به حجم بهینه بر مبنای روش ساخت ممکن و تحمل فشار ثابت بود.
بر این اساس ابتدا با استفاده از معادلات مربوط به ضخامت و زاویه الیاف برای هر یک از مسیرهای پیچش، در نظر گرفتن عدم لغزش، ملاحظات ساخت و تعیین خواص ماده، شرایط مدل سازی مخزن به دست آورده شد.
سپس با بکارگیری معادلات پایه ای برای تحلیل کامپوزیتها در هر سه مسیر پیچش مشاهده شد که این روش تحلیل به دلیل به دست آمدن معیار شکست منفی فاقد کارایی لازم است. سپس با اعمال شرایط مدل سازی در بسته نرم افزاری ABAQUS و استفاده از این نرم‌افزار برای تحلیل مخزن با وجود تحلیل درست به مقادیر عددی متفاوت با مقادیر موجود در منابع تئوری و عملی دست یافته شد.
در نهایت با اعمال دو پارامتر، کشش در الیاف و شکست تدریجی و به کمک برنامه اجزا محدود که با استفاده از المانهای تقارن محوری دو بعدی نوشته شد و روش‌های شکست لایه اول و شکست لایه آخر، نتایج قابل قبولی به دست آمد. برای اطمینان از نتایج به دست آمده، مخزن مورد نظر ساخته شده و سپس تست ترکیدگی بر روی آن انجام شد.
این پژوهش با راهنمایی دکتر محمد گلزار، عضو هیات علمی دانشگاه تربیت مدرس اجرا شده است.
نظر شما