تحلیل تنش استوانه کامپوزیتی تحت فشار خارجی

یکی از مهمترین کاربردهای کامپوزیت ها، بهویژه در زمینه های صنعتی، استفاده از این مواد پیشرفته در ساخت و تولید لوله های انتقال نفت و گاز در اعماق دریا است. مزایای متعددی از جمله استحکام و سفتی بالا، مقاومت در برابر خوردگی و... وجود دارد که استفاده از کامپوزیت ها را نسبت به مواد سنتی مانند فولاد در ساخت لوله ها توجیه می کند. لوله های کامپوزیتی در طول عمر خود ممکن است تحت تاثیر بارگذاری های متنوعی قرار گیرند، که از جمله مهمترین آنها می توان به فشار خارجی هیدرواستاتیک یکنواخت اشاره کرد. به همین دلیل مطالعه بر روی رفتار مکانیکی لوله ی کامپوزیتی تحت این نوع بارگذاری می تواند در طراحی و عملکرد نهایی لوله تاثیرگذار باشد. در این مطالعه از روش های تحلیلی و عددی برای تحلیل و بررسی توزیع تنش بر روی لوله کامپوزیتی جدار نازک تحت فشار خارجی یکنواخت استفاده شده است. شایان ذکر است که در بخش محاسبه تحلیلی، با بهره گیری از دو روش تحلیلی متمایز، توزیع تنش بر روی استوانه کامپوزیتی تحت فشار خارجی یکنواخت محاسبه شده است. یکی از این روش ها مبتنی بر تئوری کلاسیک الاستیسیته ها است که توزیع تنش را تحت این نوع بارگذاری بر روی استوانه کامپوزیتی محاسبه می کند. روش دیگر، به تئوری الاستیسیته سه بعدی متکی است و برای تحلیل تنش ناشی از فشار خارجی بر روی استوانه کامپوزیتی چهار الاستی توسعه یافته است. در ادامه از نرم افزار المان محدود نیز برای تحلیل تنش تحت فشار خارجی بهره گرفته شده است. در نهایت مطالعه مقایسه ای کاملی بین روش های مورد بررسی در این تحقیق صورت گرفته تا به این ترتیب دقت هر روش مورد سنجش و ارزیابی قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

تحلیل تنش ، فشار خارجی ، لوله کامپوزیتی