در چند دهه اخیر، استفاده از مواد مرکب به دلیل داشتن خواصی ویژه از جمله سفتی و استحکام ویژه بالا، در صنایع مختلف روندی رو به رشد را داشته است. اخیرا لوله‌ها و مخازن کامپوزیتی یکی از تولیدات مهم صنایع هوایی، دریایی و پالایشگاه‌ها می‌باشند و تا به امروز فرآیند رشته‌پیچی مناسب‌ترین روش در تولید آن‌ها محسوب می‌شود. عمده عیوب ایجاد شده در فرآیند رشته‌پیچی شامل خطای زاویه الیاف و عدم یکنواختی در توزیع رزین (درصد حجمی الیاف) می‌باشد. این عیوب بر رفتار مکانیکی قطعات تولید شده تاثیر یسزایی می‌گذارد. در نتیجه در این پژوهش به بررسی تاثیر خطای زاویه الیاف و عدم یکنواختی در توزیع رزین بر رفتار کمانشی لوله و مخازن کامپوزیتی تحت فشار خارجی هیدرواستاتیک یکنواخت پرداخته شده است.
فهرست مطالب
فصل 1: مقدمه 1
1-1 مقدمه 2
1-2 نگاهی به کامپوزیت‌ها 2
1-3 پوسته‌های کامپوزیتی 5
1-4 فرآیند رشته‌پیچی 6
1-4-1 رشته‌پیچی مرطوب 9
1-4-2رشته‌پیچی خشک 10
1-5 خطاهای ساختی 10
1-6 الگوهای رشته‌پیچی 12
1-6-1 رشته‌پیچی محیطی 12
1-6-2 رشته‌پیچی مارپیچی 12
1-6-3 رشته‌پیچی قطبی 13
1-7 کمانش پوسته‌های کامپوزیتی 14
1-8 اهداف پژوهش 17
فصل 2: مروري بر منابع 20
2-1 مقدمه 21
2-2 پژوهش های انجام شده پیرامون کمانش پوسته های استوانه‌ای کامپوزیتی 22
فصل 3: مراحل شبیه‌سازی 37
3-1 مقدمه 38
3-2 معرفی نرم‌افزار شیبه سازی 38
3-3 تحلیل المان محدود مخزن کامپوزیتی در نرم‌افزار آباکوس 39
3-3-1 ایجاد مدل هندسی قطعات در محیط ترسیم 40
3-3-2 تعریف مشخصات ماده در محیط تعریف خواص ماده 41
3-3-3 مونتاژ قطعات در محیط مونتاژ 44
3-3-4 تعریف مراحل انجام تحلیل در محیط گام 44
3-3-5 تعریف برهم کنش‌ها در محیط تماس 44
3-3-6 تعریف بارگذاری و شرایط مرزی در محیط بارگذاری 45
3-3-7 تحلیل المان بندی روی مخزن در محیط شبکه بندی 45
3-3-8 تحلیل فرآیند در محیط تحلیل 47
3-3-9 مشاهده نتایج تحلیل در محیط نتایج 47
3-4 فرضیات پژوهش 48
فصل 4: مراحل آزمایشگاهی 49
4-1 مقدمه 50
4-2 ساخت لوله و مخزن کامپوزیتی 50
4-2-1 خصوصیات لوله کامپوزیتی 51
4-2-2 خصوصیات مخزن کامپوزیتی 51
4-3 تست فشار خارجی هیدرواستاتیک 52
4-3-1 مخزن تحت فشار 53
4-3-2 کپسول گاز ازت 53
4-4 مراحل آزمایشگاهی 54
4-5 جمع بندی 57
فصل 5: نتایج 58
5-1 مقدمه 59
5-2 نتایج آزمون فشار خارجی هیدرواستاتیک 59
5-2-1 بررسی کمانش در لوله کامپوزیتی 60
5-2-2 بررسی کمانش در مخزن کامپوزیتی 62
5-3 اثر خطای ساختی در مخزن مورد مطالعه با کمک شبیه‌سازی 65
5-3-1 اثر خطای زاویه در کمانش مخزن کامپوزیتی 66
5-3-2 اثر خطای درصد حجمی در کمانش مخزن کامپوزیتی 66
5-4 اثر زاویه در کمانش مخازن کامپوزیتی 67
5-5 اثر درصد حجمی بر کمانش مخازن کامپوزیتی 68
5-6 اثر معایب ساخت در طول‌ها و قطرهای مختلف 69
5-6-2 اثر خطای زاویه در کمانش مخازن 45± رشته‌پیچی شده 70
5-6-3 اثر خطای زاویه در کمانش مخازن 60± رشته‌پیچی شده 72
فصل 6: نتیجه گیری و پیشنهادات 75
6-1 مقدمه 76
6-2 نتیجه گیری 76
6-3 پیشنهادات 78
مراجع 79
