ارائه‌کننده: حسین فرج الهی

استاد راهنما: دکتر غلامحسین رحیمی

استاد مشاور: دکتر امین فرخ آبادی

استاد ناظر داخلی اول: دکتر اکبر علی بیگلو

استاد ناظر داخلی دوم: دکتر حسین توزنده جانی

استاد ناظر خارجی اول: دکتر اصغر جعفری

استاد ناظر خارجی دوم: دکتر محمدرضا فراهانی

تاریخ: 1404/11/07

ساعت: 14

مکان:دانشکده مهندسی مکانیک، اتاق 154

چکیده:

یکی از مهمترین کاربردهای کامپوزیت‌ها، ساخت مخازن کامپوزیتی تحت فشار با رویه دامنی استوانه‌ای است. به دست آوردن مقادیر تنش‌ها در تقاطع کلگی کروی، پوسته استوانه‌ای مخزن تحت فشار و رویه دامنی استوانه‌ای چند لایه به دلیل رشد ناگهانی مقادیر تنش در تقاطع سه پوسته، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. به دست آوردن مقادیر تنش‌ها در تقاطع سه پوسته، تحت فشار داخلی و نیروی محوری با استفاده از حل دقیق معادلات تئوری الاستیسیته سه‌بعدی به روشی کاملا تحلیلی و با بهره‌گیری از روش کانتروویچ توسعه یافته تاکنون مورد بررسی قرار نگرفته است. از مزایای اصلی این روش این است که نیاز به رعایت دقیق شرایط مرزی در حدس اولیه ندارد و هیچ‌گونه فرضیات محدودکننده‌ای بر روی میدان جابجایی اعمال نمی‌کند.

 در این روش، ابتدا معادلات تعادل به‌صورت جابجایی برای پوسته‌های استوانه‌ای و کروی با استفاده از معادله انرژی، روابط تنش-کرنش، روابط کرنش-جابجایی و میدان‌های جابجایی استخراج می‌گردد. سپس با اعمال روش کانتروویچ توسعه‌یافته، سیستم معادلات دیفرانسیل سه‌بعدی به یک مسئله یک‌بعدی کاهش می‌یابد. از متغیرهای فضای حالت برای حل این مسئله استفاده می‌شود و شرایط مرزی مناسب در تقاطع سه پوسته اعمال می‌شود. در نهایت، تنش‌ها در جهات مختلف در مخازن کامپوزیتی با جداره نازک و جداره ضخیم با حضور رویه دامنی محاسبه می‌شوند.

 مقایسه نتایج به‌دست‌آمده برای فشارهای داخلی مختلف، انواع زوایای لایه‌چینی و نسبت ضخامت به شعاع مخزن متفاوت، با استفاده از روش تحلیلی کانتروویچ توسعه‌یافته، حل تحلیلی بر مبنای تئوری کلاسیک پوسته‌ها، حل‌ عددی روش اجزاء محدود و آزمایش تجربی با استفاده از روش پردازش تصویر سه بعدی، نشان می‌دهد که حداکثر اختلاف  نتایج حل تحلیلی با روش کانتروویچ توسعه یافته و آزمون تجربی برای مخازن کامپوزیتی بدون رویه دامنی و با رویه دامنی، 4% است. تطابق خوب نتایج نشان از کارآمدی استفاده از فرمول بندی تحلیلی الاستیسیته سه بعدی با بهره‌گیری از تکنیک کانتروویچ در پیش بینی تنش‌ها در مخزن کامپوزیتی با رویه دامنی دارد.