ارائه روشی جدید برای محاسبه تجربی نرخ رهاسازی انرژی کرنشی مود اول شکست در تیر یک‌سرگیردار دولبه ناهمجنس

در برخی خطوط حاوی سیالات خورنده دما بالا، لوله‌‌های دو لایه شامل لایه ساختاری کامپوزیت پلیمری گرماسخت و لایه آستری گرمانرم تنها راه حل عملی هستند. بررسی مقاومت اتصال کامپوزیت گرماسخت به آستری گرمانرم، در این خطوط اهمیت فراوانی دارد. محاسبه نرخ رهاسازی انرژی کرنشی مود اول شکست، معیار مهمی در بررسی مقاومت اتصال و پیش‌بینی خرابی این نوع لوله‌ها می‌باشد. استاندارد تست تجربی نرخ رهاسازی انرژی کرنشی برای نمونه‌های تیر یک‌سرگیردار متقارن، astmd5528 می‌باشد. در این پژوهش، رابطه کلی محاسبه ضخامت لایه‌ها برای هر نوع تیر یک‌سرگیردار دولبه ناهمجنس، با استفاده از تئوری کلاسیک چندلایه‌ها برای اولین بار، ارائه شده است. برای بررسی دقت این رابطه، نمونه‌هایی از دو جنس‌ و دارای ضخامت‌‌های متفاوت، جهت تست تجربی ساخته شده‌اند. جنس نیمه بالایی، کامپوزیت ساخته شده از الیاف شیشه تک‌جهته و رزین وینیل‌استر، نیمه پایینی، پلی وینیل کلراید سخت و فصل مشترک دو لایه، دو نوع پرایمر مختلف بر پایه رزین اپوکسی و وینیل‌استر می‌باشد. جنس نمونه‌های ساخته شده در این پژوهش بر مبنای نمونه‌های عملی مورد استفاده در بسیاری از خطوط انتقال مواد شیمیایی در واحدهای کلرآلکالی در سطح کشور نظیر واحدهای پتروشیمی اروند می‌باشد. این امر بدین علت است که نتایج حاصل از پژوهش جاری بتواند راهگشای سازندگان تجهیزات این خطوط باشد. برای راستی آزمایی رابطه ارائه شده، مدل‌سازی اجزای محدود با روش بستن مجازی ترک دو مرحله‌ای صورت گرفته است. همخوانی عالی نتایج عددی و تجربی، بیانگر کارایی و دقت رابطه پیشنهادی می‌باشد.

A Novel procedure for experimental determination of Mode I strain energy release rate in unlike double cantilever beam

Dual laminate pipes made of thermoset polymer composite structure and thermoplastic liner are the only alternative in pipelines conveying high temperature corrosive fluids. Investigating the bonding between thermoset composite and thermoplastic liner is very important in these pipelines. Calculating the strain energy release rate of first mode of failure is very important criteria in bonding strength and failure of doulas pips. ASTMD5528 is the standard for experimental test procedure of strain energy release rate of symmetric double cantilever beam. In this study, using the classical laminates theory, the general equation for determination the laminates thicknesses in unlike double cantilever beam is presented, for the first time. To study the validity of the equation, in unlike double cantilever beam samples consists of laminates with different thicknesses are manufactured for the experimental tests. Upper, lower and bonding regions consist of composite made of unidirectional fiberglass/Vinylester resin, PVCU and epoxy or Vinylester primers, respectively. The samples of this study are manufactured base on the practical case studies of chemical fluid pipelines with chloralkali process like Arvand Petrochemical units. The main aim of this work is to help manufacturers of these unites equipment to have practical guideline. To qualify the efficiency of the proposed equation, finite element simulation base on the virtual crack closure technique is presented. Good agreement is achieved in comparing the numerical and experimental results that shows the efficiency and accuracy of the proposed equation.