| المستخلص: |
إن المواد المركبة تمتاز بخواص ومميزات متالقة، الأمر الذي يجعلها الأكثر شيوعا واستخداما وحلت معظم المواد المعدنية والغير معدنية في العقدين الماضيين، إن الاستخدام الأكثر شيوعا للمواد المركبة في مجال علوم الفضاء والطيران والذي يميزها عن المواد التقليدية حيث تمتاز هذه بخفة وزنها وزيادة عالية في المتانة والصلابة، وتحديدا تستخدم المواد المركبة في الصواريخ بعيدة المدي وعلي وجه الخصوص خزانات الوقود وخزانات الضغط العالي هذا ونركز من خلال الورقة البحثية علي التحليل الهندسي والرياضي لخزانات المواد المركبة المضغوطة أثناء تعرضها للأحمال الضغط (أحمال دائرية، أحمال طويلة) حيث يسبب الضغط المؤثر علي هذا النوع من الخزانات إجهادات متبقية (Residual Stresses) ويستمر تأثير هذا النوع من الإجهادات حتي بعد تصفير الضغط الداخلي المؤثر علي الخزان بسبب طبيعة الهيكل الإنشائي المكون لخزان المواد المركبة المضغوطة. تهدف هذه الورقة البحثية إلي إجراء تحليل هندسيا نظريا للإجهادات المتبقية (Residual Stresses) في خزانات المواد المركبة المضغوطة مع محاكاة ذلك بخطوات معملية موضحا تصنيع واختبار هذا النوع من الخزانات، حيث تضمن هذا العمل جزء تقديمي علي خزانات المواد المركبة (الألياف)، استعراض للخطوات النظرية لتحليل الإجهادات المؤثرة عند تعرض الخزان للضغط الداخلي، الخطوات العملية لتصنيع واختبار خزان المواد المركبة المضغوط تمت تغطيتها وتوضيحها متبوعا بمناقشة النتائج النظرية والعملية وبعض من التوصيات الهامة المتحصل عليها.
The advantages and superior properties of composite materials made it more popular in its usage and started to replace all other materials ferrous and non- ferrous, especially in the last two decades. Composite materials were used extensively in aerospace and aeronautics fields, because of their high strength and stiffness to weight ratios. Hence, they are widely used in long range missiles particularly in pressure vessels and other vital components. This led us to investigate the state and the behavior of composite pressure vessels during pressurized cycles; since residual stresses were developed. Residual stresses were the subject of extensive investigation in the past few years as they determine the overall strength and durability of polymeric composites. There are two main reasons for the development of residual stresses first, thermal stresses due to differences in expansion coefficients, and second, stresses due to shrinkage during curing or solidification of the matrix or the presence of inclusions. According to theoretical analysis, these residual stresses are induced in fibrous composite material acting around the liner of composite vessels and in such a case important consideration have to be taken in order to prevent such a problem or minimize it. Since such type of stresses may cause failure or even collapse of the liner itself prior to ultimate failure of the pressurized vessel. So mainly, the main aim of this paper is to present an experimental and theoretical procedure for analyzing the existence of residual stresses in composite pressure vessels. Therefore, the work contains an introductory part of composite pressure vessels and its usage, production techniques, followed by theoretical analysis and finally manufacturing of pressure vessels and experimental work. The experiments proved the existence of residual stresses through the testing of the vessels, which were clearly pointed out. Finally results and discussion with conclusions and remarks were presented.
|
