شکل (۵-۱۰) اثر خطای زاویه در نمودار فشار جابجایی به کمک نرم‌افزار شبیه‌سازی ۶۶
شکل (۵-۱۱) اثر خطای درصد حجمی در نمودار فشار جابجایی به کمک شبیه‌سازی ۶۷
شکل (۵-۱۲) اثر زاویه در فشار بحرانی کمانش ۶۸
شکل (۵-۱۳) اثر درصد حجمی بر کمانش مخازن کامپوزیتی به کمک شبیه‌سازی ۶۹
شکل (۵-۱۴) اثر خطای زاویه رشته‌پیچی در مخازن [۳۰±] برحسب نسبت طول به قطر ۷۰
شکل (۵-۱۵) اثر خطای زاویه رشته‌پیچی در مخازن [۳۰±] برحسب نسبت قطر به ضخامت ۷۰
شکل (۵-۱۶) اثر خطای زاویه رشته‌پیچی در مخازن [۴۵±] برحسب نسبت طول به قطر ۷۱
شکل (۵-۱۷) اثر خطای زاویه رشته‌پیچی در مخازن [۴۵±] برحسب نسبت قطر به ضخامت ۷۱
شکل (۵-۱۸) اثر خطای زاویه رشته‌پیچی در مخازن [۶۰±] برحسب نسبت طول به قطر ۷۲
شکل (۵-۱۹) اثر خطای زاویه رشته‌پیچی [۶۰±] برحسب نسبت قطر به ضخامت ۷۳
شکل (۵-۲۰) شبیه‌سازی مخازن کامپوزیتی الف) مخزن کامپوزیتی با لایه‌چینی [۳۰±] بر حسب نسبت طول به قطر ۴ و قطر به ضخامت ۵۰ ب) مخزن کامپوزیتی با لایه‌چینی مخزن کامپوزیتی با لایه‌چینی [۴۵±] بر حسب نسبت طول به قطر ۴ و قطر به ضخامت ۵۰ ج) مخزن کامپوزیتی با لایه‌چینی [۶۰±] بر حسب نسبت طول به قطر ۴ و قطر به ضخامت ۵۰ ۷۴
فهرست جدول ها
جدول (۱-۱) خواص الیاف شیشه و رزین اپوکسی [۴] ۵
جدول (۱-۲) مزایا و معایب فرایند رشته‌پیچی[۶] ۸
جدول (۱-۳) شماتیک الگوهای پیچیش لوله‌ها و مخازن کامپوزیتی ۱۳
جدول (۲-۱) نتایج بدست آمده از تست مخزن کامپوزیتی کربن اپوکسی[۱۰] ۲۲
جدول (۲-۲) نتایج بدست آمده از تست مخزن کامپوزیتی شیشه اپوکسی[۱۰] ۲۳
جدول (۲-۳) نتایج بدست آمده از کمانش در نرم‌افزار اجزای محدود کمانش[۱۱] ۲۳
جدول (۲-۴) نتایج مطالعه حل عددی و نمونه تجربی مخزن کربن اپوکسی[۱۲] ۲۵
جدول (۲-۵) نتایج آزمون تجربی و کرنش سنج بر روی لایه چینی‌های مختلف[۱۵] ۳۰
جدول (۲-۶) نتایج مطالعه لیو و همکارانش[۲۴] ۳۶
جدول (۴-۱) خصوصیات مکانیکی لوله کامپوزیتی ۵۱
جدول (۴-۲) خصوصیات مکانیکی مخزن کامپوزیتی ۵۲
جدول (۴-۳) اعمال فشار سیال بر لوله کامپوزیتی ۵۵
جدول (۴-۴) اعمال فشار سیال بر مخزن کامپوزیتی ۵۶
جدول (۵-۱) نتایج آزمون تجربی و شبیه‌سازی اجزای محدود ۵۹
۰ ، ۱، ۲، ۴) ۷۷
جدول (۶-۲) اثر خطای زاویه در مخازن با نسبت قطر به ضخامت‌های (۱۰، ۱۵، ۲۵، ۵۰) ۷۷
مقدمه
مقدمه
لوله‌ها و مخازن کامپوزیتی از تولیدات مهم صنایع هوایی، دریایی و پالایشگاه‌ها محسوب می‌شوند و فرایند رشته‌پیچی از مناسب‌ترین روش‌ها در تولید آن‌ها به شمار می‌آید. در قطعات ساخته شده به روش رشته‌پیچی، تحت بارگذاری‌های خارجی سبب کمانش شده که در تخریب و کاهش عمر سازه اثر گذار است. در این پایان نامه، مطالعه ای بر معایب ساخت دستگاه پیچش الیافی صورت گرفته که قادر به تولید مخازنی تا قطرهای ۴ متر و طول‌های ۱۲ متر می‌باشد. قسمت عمده این عیوب در فرایند رشته‌پیچی بر روی دستگاه پیچش الیاف تمرکز دارد.
نگاهی به کامپوزیت‌ها
کامپوزیت[۱] به معنی ماده مرکب و مواد کامپوزیتی به معنی مواد مرکب می‌باشد. ماده مرکب از ترکیب چندین ماده با ویژگی ها و خصوصیات مختلف بوجود می‌آید. مطالعه تاریخ نشان می‌دهد که اولین بار ساخت مواد مرکب توسط بشر، در دوره پارسنگی[۲] می‌باشد و همچنین حدود ۵۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح در خاورمیانه از پلیمر برای قیراندود کردن قایق ها استفاده شده است. اما مهمترین تحولات در مواد مرکب بین سالهای ۱۸۴۷ تا ۱۹۴۶ اتفاق افتاد که دانشمندان مفهوم جدیدی از آن ارائه کردند[۱].
تا قبل از ورود کامپوزیت به صنعت، فلزات و آلیاژهای آن‌ها مورد توجه صنایع فضایی و دریایی بودند اما امروزه بخش مهمی از این صنایع به آن‌ها وابسته است. آلیاژ ها نمونه ای از مواد مرکب هستند منتها از ترکیب مواد در مقیاس میکروسکوپی بوجود می‌آیند، آلیاژهای فلزی در مقیاس ماکروسکوپی، بعنوان یک ماده هموژن فرض می‌شوند. مقیاس ماکروسکوپی یعنی هر کدام از مواد تشکیل دهنده ماده پس از ترکیب، با چشم غیر مسلح دیده می‌شوند. شکل (۱-۱) ترکیب تقویت کننده و زمینه را نشان می‌دهد[۲].
در صنایع مکانیک ماده کامپوزیت به مفهوم ترکیب دو جزء تقویت کننده[۳] و زمینه[۴] می‌باشد. هر جزء متحمل وظیفه ای است که جزء اصلی یا تقویت کننده، وظیفه تحمل نیرو را دارد و در واقع خصوصیات اصلی کامپوزیت به این جزء وابسته است. جزء دیگر، زمینه نام دارد که پایه کامپوزیت است و وظیفه اصلی آن انتقال و تقسیم نیرو می‌باشد[۲]. در شکل (۱-۲) خصوصیات مکانیکی الیاف و رزین و ترکیب این دو ماده را نشان می‌دهد.
شکل‌های مختلف مواد مرکب[۳]
خصوصیات مکانیکی کامپوزیت و اجزای تشکیل دهنده آن[۳]
از خصوصیات مواد مرکب می‌توان به توانایی در انتخاب جنس و اجزای تشکیل دهنده اشاره کرد. مواد کامپوزیتی علاوه بر خصوصیت مذکور توانایی تقویت ماده در جهت دلخواه را دارند از طرفی دیگر خصوصیات مکانیکی ماده تقویت کننده و زمینه در کامپوزیت‌ها، خصوصیات ویژه‌ای را در اختیار طراح می‌گذارد که عبارتند از:
| نسبت استحکام به وزن بالا | سختی متوسط |
