طراحی ساخت و تست هیدرواستاتیکی سازه های کامپوزیتی جدار نازک دو انتها بسته در محدوده بارگذاری استاتیکی

پاسخ پوسته های جدار نازک و مخازن در مقابل بارگذاری ها با نرخ های مختلف، هم توسط طراحان سازه های صنعتی و هم کارشناسان امر شکل دهی فلزات به عنوان پدیده ای مهم مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. با مقایسه سازه های فلزی و کامپوزیتی به بررسی درصد افزایش فشار ترکیدن مخازن می پردازیم. در این پژوهش آزمایشاتی بر روی مخازن استوانه ای جدار نازک از جنس آلومینیوم صورت گرفت. پس از ساخت نمونه ها در ابعاد هندسی گوناگون با ضخامت یکسان، فشار ترکیدن لاینر (مخزن فلزی بدون پوشش کامپوزیتی) محاسبه و تست گردید. در ادامه با توجه به فشار قابل تحمل این سازه ها، به تقویت آنها به کمک پارچه های کامپوزیتی پرداخته شد و اثر کامپوزیت های مختلف در تعداد لایه های گوناگون مورد بررسی قرار گرفت. پارچه های کامپوزیتی سوزنی (ایزوتروپیک)، ساتنی [0?/90?] و چند محوره [45?/-45?] برای این تحقیق استفاده شد. بر طبق نتایج حاصله، فشار شکست استاتیکی استوانه ها تابعی از جنس و هندسه سازه می باشد. در نمونه های فلزی هنگامی که قطر سازه را تا میزان 25% افزایش می دهیم، فشار شکست آن به میزان 18% کاهش می یابد و این در حالیست که برای مخازن کامپوزیتی ایزوتروپیک سه لایه این میزان کاهش به 12% می رسد. تعداد لایه های یکسان روی پارچه های ساتنی [0?/90?]، افزایش فشار ترکیدن تا میزان 21% را باعث می شود. این میزان افزایش تحمل فشار برای پارچه های چند محوره [45?/-45?] تا 24% و برای پارچه های کامپوزیتی سوزنی تا 41% اندازه گیری شد. اثر طول نیز روی فشار ترکیدن مخازن مورد تحقیق قرار گرفت. با توجه به قرار گرفتن هندسه این مخازن در گروه استوانه های متوسط، افزایش طول اثر چندانی روی فشار ترکیدن ندارد. همچنین در این طرح نتایج به دست آمده با نتایج محاسبات تئوری مقایسه گردید که مطابقت خوبی مشاهده شد.