تحقيقات آزمايشگاهي و عددي رفتار پوسته هاي استوانه اي جدار نازك از جنس مصالحGFRP با مشخصات هندسي متفاوت تحت اثر باردندانه اي

Experimental and numerical investigation of the behavior of cylindrical thin-walled GFRP Shells with different geometric Features under dental load

كاربردهاي سازه اي مواد كامپوزيتي درسازه هاي مختلف مانند صنايع نفت و گاز، سيستم هاي آبرساني، صنايع دريايي، صنايع هوا و فضا و نظامي را شامل مي‌شود. به ويژه در سازه هايي كه درآنها نسبت بالاي استحكام به وزن حائز اهميت است، اين كاربردها درحال افزايش است. كه يك نمونه رايج آن مخازن كامپوزيتي استوانه‌اي است. بارهاي خارجي ممكن است به‌وسيله ابزارهاي فشاري مانند سقوط اجسام و يا برخورد ماشين‌آلات و غيره به مخازن وارد گردد. اين بارها ممكن است موجب خسارات و آسيب‌هاي جدي و ناگهاني در مخازن گردد. به همين دليل بررسي اثر اين گونه نيروها از اهميت زيادي برخوردار است. اين مقاله نتايج يك تحقيق آزمايشگاهي است كه در آن چهار نمونه از مخازن GFRP با قطر داخلي 800 و 400 ميلي متر و ضخامت 4 ميلي متر تحت باردندانه‌اي مورد آزمايش و بررسي قرار گرفته‌اند. همچنين جهت شبيه‌سازي عددي تست‌هاي انجام‌گرفته از نرم‌افزار آباكوس استفاده شده و نمودارهاي بار-جابجايي حاصل از آزمايش با نتايج المان محدود مورد بررسي و تحليل قرارگرفت كه نشان دهنده تخمين مناسب تحليل المان محدود مي‌باشد. نتايج آزمايشات نشان‌دادكه كاهش طول نمونه درافزايش ظرفيت باربري تاثير بسزايي دارد و همچنين نتايج بدست آمده در شرايط آزمايشگاهي، با نتايج شبيه سازي عددي انطباق خوبي دارند.

Structural applications of composite materials in various structures such as oil and gas industries, water supply systems, marine industries, aerospace and military industries are included. Especially in structures where a high ratio of strength to weight is important, these applications are increasing, a common example of which is cylindrical composite tanks. External loads may enter the tanks by means of compression tools such as falling objects or colliding with machines, etc. These loads may cause serious and sudden damage to the tanks. For this reason, it is very important to study the effect of such forces. This paper is the result of a laboratory study in which four samples of GFRP tanks with an inner diameter of 800 and 400 mm and a thickness of 4 mm were tested and examined under a dental load. Also, for numerical simulation of the tests performed, Abacus software was used and the load-displacement diagrams obtained from the experiment with finite element results were examined and analyzed, which shows the appropriate estimate of finite element analysis. The experimental results showed that reducing the sample length has a significant effect on increasing the bearing capacity and also the results obtained in vitro are in good agreement with the numerical simulation results.