بکارگیری روش تاگوچی به منظور طراحی بهینه پارامترهای موثر لوله های کامپوزیتی تحت بار ضربه کم سرعت در شرایط دمایی مختلف

به علت توسعه کاربرد مواد کامپوزیتی به صورت لوله و اتصالات در خطوط انتقال و پالایشگاههای صنایع پتروشیمی و گاز، شناخت دقیق رفتار مکانیکی و طراحی بهینه آنها در شرایط کاری بسیار ضروری است. در این مطالعه با استفاده از روش طراحی آزمایشات تاگوچی، به ارائه مدل عددی جهت بررسی رفتار لوله های کامپوزیتی، ساخته شده با الیاف شیشه و رزین های متفاوت، در برابر بارهای ضربه ناشی از سقوط وزنه افتان در دماهای مختلف کاری پرداخته شده است. لوله ها با سه نوع رزین اپوکسی، ونیل استر و پلی استر تولید و در محدوده دمایی 15- تا 100 درجه سلسیوس مورد آزمایش قرار گرفته است. به منظور ارزیابی مدل، نتایج مدل عددی در حالات مختلف با مقادیر آزمایشگاهی مقایسه و تاثیر هر یک از عوامل کنترلی روی پاسخ مکانیکی لوله ارزیابی شده است. نتایج حاکی از آن است که لوله با رزین اپوکسی و دمای 100 درجه سلسیوس بهترین عملکرد در برابر بار ضربه را داشته و همچنین با افزایش دمای محیط، ظرفیت حمل بار لوله کاهش و زمان برخورد ضربه­زننده افزایش پیدا می کند.

application of taguchi method to optimization design of effective parameters ofcomposite pipes under low velocity impact in different temperature conditions

due to the development of using composite pipes and fittings in transmission lines and refineries of petrochemical and gasindustries, knowledge of mechanical behavior and their optimal design in working conditions is essential. in this study, by using thetaguchi experimental design method, a numerical model is presented to investigate the behavior of composite pipes, made of glassfibers and different resins, against impact loads due to drop weight at different operating temperatures. the pipes are produced withthree types of epoxy resins, vinyl ester and polyester and have been tested in the temperature range of -15oc to 100 °c. in order toevaluate the model, the results of the numerical model in different cases are compared with experimental ones and the effect of eachof the control factors on the mechanical response of the pipe is evaluated. the results show that the pipe with epoxy resin andtemperature of 100 °c has the best performance against impact load and also with increasing ambient temperature, the load carryingcapacity of the pipe decreases and the impact time of the impactor increases.