Kompozit sargılı borularda patlama basıncının incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada Cam Elyaf / Epoksi kompozit malzemeden 65mm dış çap ve 1.7mm cidar kalınlığına sahip 650mm boyundaki silindirik boruların patlama basıncına göre tasarımı, analitik ve sayısal yöntemler ile gerçekleştirilmiş ve daha sonra İpliksi Sarım Yöntemiyle kompozit boruların üretimi yapılmıştır. Boruların teorik analizleri Katman Teorisi yardımıyla yapılmış, hasar kriteri olarak Tsai-Wu hasar kriterinden yararlanılmıştır. Sayısal analizler ANSYS Sonlu Eleman Programı kullanılarak gerçekleştirilmiş, programda kompozit boruların modellenmesinde kompozit katmanın elyaf sarım açılarını doğru şekilde tanımlayabilmek için eleman koordinat sisteminin bu açılara uygun şekilde yönlendirilmesi sağlanmıştır. Kompozit boruların elyaf sarım açıları [90 derece, ±55 derece, 90 derece] ve [±55 derece, 90 derece, 90 derece] şeklinde iki farklı konfigürasyon da seçilmiştir. Yapılan analizler sonucunda, kompozit boruların patlama basıncına elyaf sarım açılarının etkileri incelenmiştir. Ayrıca analitik, sayısal ve deneysel patlama basıncı değerleri karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, farklı sarım açıları için bütün sayısal, analitik ve deneysel sonuçlar göreceli olarak birbirleri ile uyumlu çıkmıştır.

In this study, the glass fiber / epoxy composite material, 65 mm outside diameter and 1.7 mm wall thickness with a 650 mm extent cylindrical pipes bursting pressure by the design of analytical and numerical methods is achieved with then Filament Winding Method composite pipes were producted. The analytical analysis of pipes made with Pipe Layer Theory, failure criteria as Tsai Wu failure criteria was used. Quantitative analysis was performed on ANSYS Finite Element Program, In the program for modeling in order to correctly identify composite fiber winding angles of the layers directing element of the coordinate system is provided in accordance. Fiber winding angles of the composite pipe [90 angle, ±55 angle, 90 angle] and [±55 angle, 90 angle, 90 angle] has been selected in two different configurations. As a result of the analysis that fiber winding angles effects burst pressure of composite pipes were investigated. In addition, analytical, numerical and experimental burst pressure values were compared . According to the results obtained; all for different winding angles of analytical and experimental results is consistent with the relatively to each other.