تحلیل آماری تجربی اثر پارامترهای ساخت بر استحکام استوانه‌های مشبک کامپوزیتی تحت بار محوری فشاری

هدف از این پژوهش، دستیابی به حداکثر بار قابل‌تحمل در بارگذاری محوری فشاری برای یک سازه‌ی استوانه‌ای مشبک کامپوزیتی با هندسه مشخص به روش تجربی آماری است. پس از مطالعه‌ی پژوهش‌های صورت گرفته در زمینه‌ی فاکتورهای ساخت سازه‌های تولید شده با فرایند رشته پیچی و همچنین امکانات موجود، اثر چهار فاکتور کشش الیاف، سرعت پیچش، شرایط پخت و نوع الیاف بر کیفیت ساخت و استحکام استوانه‌های مشبک کامپوزیتی بررسی شد. برای این منظور، با استفاده از روش طراحی آزمایش‌های تاگوچی، اثر فاکتورهای ساخت مذکور در سه سطح و بدون در نظر گرفتن اثرات متقابل آن‌ها بر متغیر پاسخ، مورد بررسی قرار گرفته‌ است. بر اساس روش تاگوچی، 9 نمونه ساخته و تحت آزمون قرار داده شده‌اند و نتایج حاصل از آزمون‌ها، با استفاده از تحلیل واریانس مورد بررسی قرار گرفته‌اند تا میزان تاثیرگذاری فاکتورهای ساخت بر متغیرهای پاسخ، مشخص شود. دو متغیر پاسخ شامل حداکثر بار تحمل شده‌ی ویژه و کارایی فشاری در نظر گرفته شده‌اند. فاکتورهای نوع الیاف با 88.33% و کشش الیاف 9.67% به ترتیب بیشترین تاثیر را بر روی متغیر پاسخ حداکثر بار تحمل شده‌ی ویژه داشته‌اند و اثر دو فاکتور سرعت پیچش با 0.70% و شرایط پخت با 0.29% قابل صرف‌نظر بوده است. فاکتورهای نوع الیاف با 54.20%، کشش الیاف با 23.54% و سرعت پیچش با 14.86%، به ترتیب تاثیرگذارترین عوامل بر روی متغیر پاسخ کارایی فشاری بوده‌اند و اثر فاکتور شرایط پخت با 1.85% قابل صرف‌نظر بوده است. بهینه‌سازی شرایط ساخت، بر اساس متغیر کارایی فشاری صورت گرفته است.

Statisticalexperimental analysis of the effect of fabrication parameters on the strength of composite gridstiffened cylinders under compressive axial load

The aim of this research is to attain the maximum carriedload under compressive axial loading for a composite lattice cylindrical structure with a specified geometry by an experimental–statistical method. For this purpose, after studying the researches in the field of fabrication factors of structures manufactured by filament winding process and also available facilities, the influence of four fabrication factors including fiber (roving) tension, winding speed, cure cycle and fiber type on the product quality and strength of the composite lattice cylinders is investigated. For this purpose design of experiment (DOE) with Taguchi method is applied to investigate the effect of fabrication factors on the the response variables in three levels without considering their interactions. According to Taguchi method nine structures are manufactured and tested and the results of the test are analyzed using analysis of variance to determine the influence of the fabrication factors on the response variables. Two response variables including specific maximum carriedload and compressive efficiency have been considered. Fiber type with 88.33 % and fiber tension with 9.67 % have greater influence, respectively, on the specific maximum carriedload while the effect of winding speed with 0.7 % and cure cycle with 0.29 % are negligible. Fiber type with 54.20 %, fiber tension with 23.54 % and winding speed with 14.86 % have greater influence, respectively, on the compressive efficiency while the effect of cure cycle with 1.85 % is negligilble. Manufacturing parameters are optimized according to the compressive efficiency response variable. In order to verify the resu