اثرات دما و زاویه الیاف در توزیع تنش و کرنش خزشی بلندمدت در استوانه کامپوزیتی چندلایه با الیاف تک‌جهته

Abstract

در این تحقیق خزش و توزیع کرنش‌های خزشی و مماسی و نسبت تنش موثر بر فشار داخلی در یک استوانه جدار ضخیم شیشه/ونیل‌استر برای زمان‌های طولانی‌مدت مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از معادلات ساختاری شپری، ثوابت این معادلات در دماها و تنش های مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. استوانه کامپوزیتی نیز با هندسه متقارن، طول بلند و زوایای چیدمان 0، 45 و 90 درجه به‌شکل چندلایه تک جهته مدلسازی شده است. بارگذاری استوانه شامل فشار داخلی و اختلاف درجه حرارت برای دماهای متفاوت مورد نظر بوده و از تئوری کلاسیک لایه‌ای استفاده شده است. مدل ویسکوالاستیک مورد نظر با استفاده از روابط پرانتل- روس و روش تقریب عددی مندلسون تحلیل گردید و توزیع کرنش‌های خزشی و تنش موثر در ضخامت جداره برای چندلایه‌های گوناگون و اختلاف درجه حرارت متفاوت برای مدت زمان 15 سال ترسیم و تحلیل شده است. نتایج این پژوهش افزایش میزان نسبت تنش موثر بر فشار داخلی و کرنش خزشی شعاعی و مماسی با افزایش دما در چندلایه های تک‌جهته با زاویه الیاف 0 و 90 درجه را نشان ‌می‌دهد. همچنین در چیدمان با زاویه الیاف 45 درجه با افزایش تغییرات دمایی نسبت تنش موثر بر فشار داخلی کاهش یافته و مقادیر کرنش خزشی شعاعی و مماسی در جداره درونی از نظر قدرمطلقی افزایش و در جداره خارجی از نظر قدرمطلقی کاهش می‌یابند.