تحلیل تجربی و عددی اثر الگوهای پیچش الیاف بر آستانه تحمل فشار هیدرواستاتیک داخلی در قطعه کامپوزیتی شیشه- اپوکسی ساخته ‌شده به روش رشته پیچی

فرایند رشته‌پیچی، یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین فرآیندهای فرایندهای ساخت سازه‌های کامپوزیتی برای دستیابی به مقاومت و استحکام بالا است. در این فرآیند فرایندرشته‌پیچی، پارامترهای مهمی هم‌چون کشش الیاف، نحوه پیچیدن الیاف، اثر لایه‌چینی، زاویه پیچش، الگوی پیچش الیاف، نوع مواد مناسب پیچش و غیره وجود دارد که می‌توانند نقش بسزایی در استحکام سازه، نقش به‌سزایی داشته باشند. در این راستا، الگوی پیچش، کم‌تر از دیگر پارامترها، مورد بررسی محققین محققان قرار داشته گرفته است. بر این اساس، در این تحقیق، تاثیر الگوی پیچش الیاف بر آستانه تحمل فشار هیدرواستاتیک استوانه شیشه اپوکسی، مورد بررسی قرار گرفته شده است. برای این منظور، ابتدا با چهار الگوی مختلف پیچش، لوله‌هایی به روش رشته‌پیچی با استفاده از الیاف شیشه و رززرین اپوکسی با چیدمان 54± ساخته و تحت آزمون‌ هیدرواستاتیک با فشارهای داخلی 5 تا 50 بار قرار گرفته شد و میزان جابه‌جایی شعاعی در وسط قطعه به روش تجربی اندازه‌گیری شده است. در ادامه، میزان جابه‌جایی شعاعی لوله‌ها، ناشی از فشار داخلی لوله‌ها، با استفاده از تحلیل عددی نیز مدل شده و با نتایج تجربی مقایسه شده است. هم‌چنین، برای صحه‌گذاری بر نتایج تجربی و عددی، از روابط تحلیلی نیز استفاده شده و نتایج آن با تحلیل‌های تجربی و عددی مورد مقایسه قرار گرفته است. تمامی نتایج در یک بازه قابل قبول قرار گرفته و نشان داد که الگوی پیچش با بافت ریزتر، استحکام فشاری بالاتری دارد. هم‌چنین، نتایج شبیه‌سازی، تطابق خوبی با نتایج تجربی نشان داده است.

experimental and numerical analysis of the effect of filament curvature pattern on the internal hydrostatic threshold of gfrp composite cylinder made by filament winding process

the filament winding process is one of the most important and widely used processes in the manufacture of composite structures in order to achieve high strength and rigidity. in this process, there are important parameters such as fiber tension, how the fibers are twisted, the effect of layering, twisting angle, fiber twisting pattern of fibers, type of material suitable for twisting, etc. , which can play a significant role in this the strength of the processstructure. in this regard, the twisting pattern has been less studied by researchers less than other parameters. in this research, the effect of fiber twisting pattern on the hydrostatic pressure threshold of epoxy glass cylinder has been investigated. for this purpose, first, glass/epoxy cylinders with 4 four different twisting patterns were made with ± 54 arrangement and subjected to hydrostatic test with internal pressures of 5-50 bar, where the amount of radial displacement in the middle of the cylinder was measured experimentally. in the following, the amount of radial displacement of cylinders due to the internal pressure was is also modeled using numerical analysis (abaqus) and compared with experimental results. in order to validate the experimental and numerical results, theoretical model was used and the results were compared. all of the results obtained were in acceptable limits and showed that the twist pattern having with finer texture has a higher compressive strength. also, the simulation results showed a good agreement with the experimental results