طراحی قالب و فرآیند ساخت مخازن تحت فشار کروی کامپوزیتی به روش فیلامنت-وایندینگ با استفاده از یک طرح جدید در الیاف پیچی مخزن و تحلیل آن

به صورت تئوری مخازن تحت فشار میتوانند به هر شکلی ساخته شوند، اما در عمل بیشتر این مخازن به صورت کره، استوانه و مخروط میباشند. بهترین شکل جهت ساخت مخزن از لحاظ تحمل فشار و تنش های ایجاد شده وداشتن استحکام بالا، مخازن کروی می باشد که به صورت تمام فلزی یا فلزی -کامپوزیتی(رشته پیچی مارپیچ) ساخته م یشوند. معمول ترین نوع رشته پیچی مخازن کروی، رشته پیچی مارپیچ می باشد. در این نوع از مخزن ها به دلیل شکلآنها نمی توان از رشته پیچی محیطی استفاده کرد. در این مقاله طرح قالبی ارائه شده است که با استفاده از آن می توان همانند رشته پیچی مارپیچ، از رشته پیچی محیطی نیز در ساخت مخزن کروی استفاده کرد. این روش علاوه بر کاهشوزن مخزن، باعث افزایش استحکام آن نیز می شود. در این طرح، مخزن می تواند به گونه ای باشد که الیاف محیطی در راستای عمود بر محل جوش دو نیمکره مخزن پیچیده شوند. این عمل باعث افزایش استحکام جوش نیز خواهد شد. همچنین به دلیل استفاده از تکه های رویی قالب، در نهایت مخزن تولید شده دارای سطحی صاف و یکنواخت خواهدبود. در انتها سه مخزن کروی تمام فلزی، فلزی-کامپوزیتی با چیدمان مارپیچ و فلزی-کامپوزیتی با چیدمان مارپیچ و محیطی با وزن یکسان مورد تحلیل های استاتیکی قرار می گیرند و نتایج حاصله با یکدیگر مقایسه می شوند. نتایجنشان خواهند داد که الیاف محیطی استفاده شده با استفاده از قالب مورد نظر، استحکام مخزن را به صورت قابل توجهی بالا می برد

Keywords:

مخزن کروی , طراحی قالب , فیلامنت وایندینگ , تحلیل تنش