تحلیل و طراحی بهینه مخزن فلز کامپوزیت تحت فشار داخلی
چکیده
مخزن ها، منبع هایی برای نگهداری سیالات هستند که در بسیاری از کارهای صنعتی جهت نگهداری گازها کاربرد دارند. جهت سهولت در بررسی، مخزن ها به گروه های فشار پایین تا فشار بالا دسته بندی می شوند. در این بین، مخزن های فلزـ کامپوزیتی از پرکاربردترین مخزن های فشار بالا به شمار می روند. از این روی، بررسی و تحلیل رفتار این نوع مخزن از مباحث پایه و مهم در فعالیت های صنعتی به حساب می آید. همچنین، اهمیت موارد کاربرد و مواد کامپوزیتی به کار رفته در این نوع از مخزن ها، پیش بینی رفتار آن ها را پیچیده کرده است. در این راستا، هدف این پژوهش بررسی و تحلیل رفتار یک مخزن فلزـ کامپوزیتی جهت بهینه سازی این نوع مخزن از نظر وزنی است. بدین منظور، از روش تحلیل تجربی و حل المان محدود استفاده شد. در این پژوهش پس از بیان مقدمه ای بر مخزن های فلزـ کامپوزیتی، روش های طراحی و تحلیل آن ها بررسی؛ و در ادامه، جهت پیگیری سیر تجربی پژوهش، از یک مخزن نمونه با آستر آلومینیوم و پیچش الیاف کربن ـ اپوکسی استفاده شد. برای تحلیل تجربی، کرنش سنج الکتریکی و جهت حل المان محدود، نرم افزار abaqus به کار رفت. مقایسه ی نتایج به دست آمده از دو روش تحلیل تجربی و تحلیل المان محدود، نشان از توضیح رفتار مخزن توسط حل نرم افزاری المان محدود داشت. درنتیجه می توان با استفاده از حل نرم افزاری المان محدود به دست آمده، به توضیح و پیش بینی رفتار مخزن های فلزـ کامپوزیتی مطابق با ویژگی های مخزن مورد آزمایش در این پژوهش پرداخت. بنابراین، به کارگیری این نتایج می تواند جایگزین قابل قبولی برای تحلیل تجربی این گونه مخزن ها باشد. در پایان، فرایند بهینه نمودن وزن مخزن برای آستر فلزی و لایه های کامپوزیتی به ترتیب با استفاده از معیارهای فن میزز و تسای وو با روش سعی و خطا در نرم افزار نام برده انجام پذیرفت.