تحلیل عددی رفتار مکانیکی مخازن تحت فشار استوانه ای مواد تابعی مدرج و کامپوزیتی

یکی از مهمترین مسایل در طراحی مخازن تحت فشار محاسبه ی تنش ها و تغییر فرم ها با توجه به تاثیرات هر دو عامل فشار و دمای داخلی و خارجی مخزن می باشد. در پژوهش حاضر به تحلیل مخازن تحت فشار کامپوزیتی و مواد تابعی مدرج تحت فشار داخلی پرداخته می شود. در ابتدا یک مخزن فولادی با ابعاد مشخص در نرم افزار آباکوس مدل می گردد. سپس همان مخزن با تعداد 25 لایه مختلف کامپوزیتی مسلح می شود. مخزن با کامپوزیت کربن اپوکسی مسلح می شود. بعد از آن مخزن دیگری با جنس مواد تابعی مدرج مدل می گردد. در این جنس خاص از مخزن، مدول الاستیک ماده به صورت خطی از داخل به خارج مخزن کاهش می یابد. در مدل چهارم مخزنی با جنس مواد تابعی مدرج که مدول الاستیک آن به صورت تابع نمایی افزایش می یابد مدل می شود. در ادامه به بررسی تنش و جابه جایی بر ظرفیت تحمل فشار مخزن بر حسب می شود. نمودار بیشینه ی تنش و جابه جایی مخزن بر حسب تعداد زمان بر اساس معیار فون مایسز ترسیم و با هم مقایسه می گردد. نتایج حاصل نشان داد که مخزن دارای جنس مواد تابعی مدرج رفتار مکانیکی بهتری از مخزن کامپوزیتی با همان ضخامت از خود نشان می دهد. رفتار مکانیکی ماده دارای مدول الاستیک نمایی نتیجه ی بهتری از حالت خطی نشان داد.

کلیدواژه ها:

فشار داخلی مخزن ، تنش ها ، مواد تابعی مدرج ، روش تحلیلی و المان محدود ، نرم افزار آباکوس