ساخت، مدل سازی و تحلیل سیالاتی ساندویچ پانل کامپوزیتی با هسته ی مشبک برای استفاده در ساخت مخازن حامل سوخت

در مقاله حاضر به تحلیل سیالاتی ساندویچ پانل کامپوزیتی با هسته ی مشبک برای استفاده در ساخت مخازن کامپوزیتی حامل سوخت پرداخته می شود. مخازن حامل سوخت عموما از مواد غیرکامپوزیتی و سازه های یکپارچه ساخته می شود که وزن و هزینه تمام شده بالایی دارد. با این حال، تحقیق حاضر مخازن کامپوزیتی با ساختار ساندویچی را مورد تحلیل قرار می دهد. بدین منظور، ابتدا یک ساندویچ پانل کامپوزیتی تقویت شده با الیاف کولار و رزین اپوکسی با استفاده از روش قالب انتقال رزین به کمک خلا  ساخته می شود و فوم پلی یورتان به آن تزریق می گردد. سپس انواع تحلیل های سیالاتی در سه قسمت ارائه می گردند. در قسمت اول، در آزمایشگاه، مخزن تحت آزمون فشار هیدرواستایکی قرار گرفت و نتایج نشان داد که مخزن می تواند فشار داخلی تا حدود ۱۶۰ بار را تحمل کند. در قسمت دوم، به شبیه سازی سیالاتی رفتار فوم پلی یورتان و تاثیر آن روی ساندویچ پانل پرداخته شد. بدین منظور فرآیند تغییر فاز فوم از حالت مایع با دمای بالا به حالت جامد با دمای پایین در نرم افزار انسیس شبیه سازی گردید و پارامترهایی هم چون کسرحجمی فوم، تغییرات دمای فوم، و فشار وارده از سمت فوم به دیواره های ساندویچ پانل گزارش شدند. در قسمت سوم، به کمک نرم افزار آباکوس، به تحلیل حرارتی مخزن ساندویچی تحت فشار که در یک محیط با گرادیان دمایی قرار دارد پرداخته می شود و اثر فشار داخلی و بیرونی به همراه اثر اختلاف دمای بیرونی روی بدنه سازه مورد بررسی قرار می گیرد. درنهایت، نتایج تحلیل های انجام شده روی مخازن ساخته شده در این تحقیق نشان می دهد که مخازن کامپوزیتی با ساختار ساندویچی علاوه بر وزن کم و استحکام بالا، هزینه ساخت پایین تری نسبت به مخازن غیرکامپوزیتی دارد و درنتیجه برای ساخت مخازن حامل سوخت پیشنهاد می گردد.

کلیدواژه ها:

Sandwich panel ، hydrostatic test ، fluid analysis ، thermal analysis ، finite element method ، ساندویچ پانل ، آزمون هیدرواستاتیک ، تحلیل سیالاتی ، تحلیل حرارتی ، روش المان محدود