İzotropik ve kompozit silindirik tüplerde iç basınç dayanımlarına karşı oluşan gerinim dağılımlarının deneysel araştırılması

Abstract

Çalışmanın amacı, çift eksenli çekme deneyinin içten basınçlı kaplarda gerçekleştirilmesidir. Basınçlı kaplar, insan sağlığını ve güvenliğini etkileyecek potansiyel tehlikeler içerdikleri için kullanım sırasında doğabilecek sorunlar önceden belirlenerek çözülmesi ve doğru kap tasarımının yapılması önem arz etmektedir. Basınçlı kaplarda, kabın imal edildiği malzeme türüne bağlı olarak iç basınçtan kaynaklı farklı gerinimler ortaya çıkmaktadır. Daha önce yapılan çalışmalar incelendiğinde; çalışmaların genel olarak katı modelleme şeklinde olduğu görülmektedir. Dijital ortamda elde edilen veriler uygulamayı tam olarak yansıtamayabileceğinden, bir ürünün analiz ve optimizasyon işlemlerinin, üretime başlamadan önce deneysel çalışmalarla doğrulanmasını gerekli kılabilmektedir. Çalışmamızda, kompozit olarak imal edilmiş silindirik tüp ile izotropik olarak imal edilmiş silindirik tüpün farklı basınçlar altındaki davranışlarının analizi yapılmıştır. Kompozit tüp, sarı çam malzemesinden; izotropik tüp ise çelikten imal edilmiştir. Tüplerde oluşan gerinim dağılımlarının analizini gerçekleştirmek amacı ile tüplerin üst yüzeylerine tek yönlü ve rozet tipi gerinim pulları yapıştırılmış ve tüplerin içine farklı hava basınçları uygulanarak yüzeyde oluşan gerinim dağılımları ölçülmeye çalışılmıştır. Gerinim pulları; tüp yüzeyinde çevresel ve eksenel yönde oluşan gerinimleri ölçmek amacı ile belirtilen bu iki yönde yapıştırılmış ve bu yönlerde meydana gelen gerinim dağılımları ölçülmüş ve sonuçlar grafiklerle gösterilmiştir. Deneysel olarak elde edilen sonuçlar kompozit ve izotropik tüpler için karşılaştırılmış ve sonuçlar detaylarıyla açıklanmıştır.

The aim of the study is to perform the biaxial tensile test in internal pressure vessels. Since pressure vessels contain potential hazards that may affect human health and safety, it is important that the problems that may arise during use are determined and solved correctly. Designing proper pressure vessel is important, too. In pressure vessels, depending on the type of material, different strains occur due to internal pressure. When the previous studies are examined; it is understood that they were generally about solid modeling. Since data in the digital environment may not be fully reflected, it is required analysis and optimization to be verified by experimental studies before starting production. In our study, the behavior of composite cylindrical tube and isotropically manufactured cylindrical tube were analyzed in different pressures. Composite tube is made of yellow pine material; isotropic tube is made of steel. In order to analyze the strain distributions in the tubes, single element and rosette-type strain gauge were applied to the upper surfaces of the tubes and the strain distributions on the surface were tried to be measured by applying different air pressures. Strain gauges were applied in the circumferential and axial directions on the surface of the tube to measure the strain distributions occurring in along with these defined directions and results presented by graphics. Experimentally obtained results were compared with composite and isotropic tubes and results were explained in detail.