بهینه سازی وزن و ضخامت مخازن تحت فشار کامپوزیتی با تعیین زاویه الیاف و تعداد لایه ها

در این تحقیق هدف بهینه سازی وزن یک مخزن فولادی تحت فشار با ابعاد معین با استفاده از لایه های کامپوزیتی از جنس کربن-اپوکسی است. طراحی این مخزن به صورت تحلیلی، کد نویسی در نرم افزار MATLAB و روش المان محدودی با استفاده از نرم افزار ABAQUS است. نتایج حاصل از هر سه حالت طراحی با یکدیگر مقایسه شده که خطای حاصل نشاندهنده سازگار بودن نتایج به دست آمده از هر سه روش به کاررفته است. در این طراحی مستحکم ترین مخزن نسبت به کمترین وزن ممکن الیاف موردبررسی قرار می گیرد. به دست آوردن بهترین زاویه پیچش الیاف و همچنین ضخامت آن ازجمله پارامترهای مهم در طراحی این مخزن است که نتیجه حاصل از تحلیلهای انجام شده برای مخزن تحت فشار، پیچش الیاف کربن-اپوکسی باضخامت 105/12 میلی متر با استفاده از روش فیلامنت وایندینگ و با زاویه ثابت در حدود 54/73 درجه که دارای 16 لایه است. با استفاده از پارامترهای در نظر گرفته شده برای این مخزن تحت فشار، وزن مخزن فولادی از 9255/15 کیلوگرم با استفاده از لایه های کامپوزیتی به 1568/8216 کیلوگرم کاهش می یابد.