1
استادیار، دانشگاه تبریز، دانشکده فنی مهندسی مکانیک
2
دانشجوی کارشناسی، دانشگاه تبریز، دانشکده فنی مهندسی مکانیک
چکیده
هدف این مقاله، طراحی مخازن کامپوزیتی تحت فشار نوع چهارم برای ذخیره گاز طبیعی مورد استفاده در خودروهای دوگانه سوز، به روش المان محدود میباشد. این نوع مخازن از یک آستر پلیمری و الیاف تقویتکننده که به روش رشتهپیچی به دور آن پیچیده میشود، تشکیل شدهاند. ابعاد و فشار مخزن مورد بررسی مطابق با ابعاد و فشار مخازن گاز طبیعی طبق استاندارد ایزو 11439 برای کاربرد در خودرو میباشد. هدف از طراحی مخزن تعیین زوایای الیاف، تعداد لایهها و ضخامت مخزن است. عدسیهای مختلف نیمه کروی، شبه بیضوی و شبه کروی در این طراحی مورد بررسی قرار میگیرد. مبنای طراحی، استاندارد BS4994 و طبق روش بار واحد میباشد. شبیهسازی در نرمافزار ANSYS به صورت سه بعدی (مدل یک هشتم) توسط المان Solid46 صورت میپذیرد. برای صحهگذاری روش المان محدود، نتایج حاصله با نتایج موجود در ادبیات موضوع مقایسه میشود. تخریب کامپوزیت بر اساس دو معیار حداکثر کرنش مجاز و سای-وو مورد بررسی قرار میگیرد. بررسیهای عددی نشان میدهد که طراحی اولیه مطابق استاندارد بدلیل در نظر نگرفتن اثرات تمرکز تنش و تنش خمشی نیازمند بازنگری میباشد. اصلاح طرح توسط افزایش لایهها به صورت سعی و خطا در تحلیل اجزاء محدود صورت میپذیرد. نهایتا، چیدمان لایههای کامپوزیتی [9066/960±] پاسخگوی طراحی مخزن دخیره‌سازی گاز طبیعی تحت فشار کاری 20 مگاپاسکال با عمر خستگی 1000 سیکل میباشد.
)