شبیه سازی عددی رفتار مخزن سوخت CNG ساخته شده از کامپوزیت اپوکسی/شیشه در حالت های طراحی با ضخامت ثابت و متغیر تحت آزمون فشار ترکیدگی

در مطالعه حاضر، استحکام نهایی شکست مخزن سوخت CNG نوع ۴ تحت آزمون فشار ترکیدگی در دو حالت ضخامت ثابت و متغیر با استفاده از شبیه سازی المان محدود تحلیل شد. سپس به بهینه سازی زاویه پیچش الیاف به منظور دستیابی به حداکثر مقاومت در برابر فشار ترکیدگی در هر دو مدل پرداخته شد. بدین منظور از مشخصات آزمون بیان شده در استاندارد NECE R ۱۱۰: ۲۰۱۶ و تعیین معیار تنش معادل فون میسز جهت مشخص نمودن ناحیه بحرانی و مستعد به شکست در مخزن استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان داد که در دو حالت طراحی ضخامت ثابت و متغیر جدایش به ترتیب در فلنج پایین مخزن و محل پوسته انحنای پایین رخ داده است. صحت سنجی شبیه سازی اجزای محدود ارایه شده برای پیش بینی فشار ترکیدگی در هر دو حالت طراحی (ضخامت ثابت و متغیر) با استفاده از تکنیک مقایسه با نتایج آزمایشگاهی نشان داد که تطابق قابل قبولی میان نتایج تجربی و عددی برقرار بوده است. همچنین نتایج نشان داد که بهینه ترین زاویه پیچش الیاف جهت دستیابی به حداکثر مقاومت در برابر فشار ترکیدگی در دو حالت طراحی ضخامت ثابت و متغیر به ترتیب برابر با ۲۳درجه (در فشار ۶۷۰ بار) و ۱۵ درجه (در ۷۸۰ بار) بوده است. در نهایت، بکارگیری نتایج این پژوهش می تواند منجر به افزایش ۲۲ درصدی استحکام نهایی شکست مخزن کامپوزیتی نوع ۴ شود.

Keywords:

مخزن سوخت CNG , مخزن کامپوزیتی نوع ۴ , زاویه پیچش الیاف , فشار ترکیدگی , ناحیه شکست