بررسی المان محدود تاثیر نانولوله کربنی بر توزیع تنش در وصله های کامپوزیتی مورد استفاده در لوله های انتقال گاز

تعمیر لوله‌های انتقال گاز، یکی از معضلات کشورهای دارای منابع گاز طبیعی است. در این تحقیق سعی شد، با استفاده از کامپوزیت‌های پایه اپوکسی با تقویت‌کننده‌های نانو لوله کربنی تک جداره، به عنوان وصله‌های مورد استفاده در لوله گاز، به بررسی توزیع تنش وون میسز در آن پرداخته شود. برای این منظور ابتدا لوله‌ای از جنس فولاد با ضخامت mm 6 و به طول m 1.5 در نرم‌افزار ansys شبیه‌سازی شد و در دو سر لوله وصله‌های کامپوزیتی پایه اپوکسی با ذرات تقویت‌کننده نانو لوله کربنی تک جداره با نسبت‌های 0.01، 0.03، 0.05، 0.07، 0.1، 0.13 و 0.15 اعمال شد و مش‌بندی گردید. سپس با توجه به مقادیر حقیقی فشار درونی گاز و فشار خارجی لوله، توزیع تنش بر روی وصله بدست آمد. نتایج نشان داد که تنش وون میسز ماکزیمم در وصله‌های تعمیری دارای 0.01 نانولوله کربنی برابر mpa 0.19 می‌باشد که نسبت به تنش وون میسز ماکزیمم به وجود آمده در پوشش لوله بدون وصله که mpa 1.48 است، بسیار کمتر می‌باشد. همچنین مشخص گردید با افزایش درصد نانولوله کربنی به 0.15، تنش وون میسز ماکزیمم به mpa 0.43 می‌رسد. در نتیجه می‌توان بیان نمود که وصله‌های نانو کامپوزیتی ضمن سهولت بیشتر در تعمیرخطوط لوله انتقال گاز، می‌توانند باعث بهبود خواص استحکامی مناطق تعمیر شده گردند. همچنین افزایش درصد نانو لوله در ترکیب کامپوزیت، باعث افزایش تنش وون میسز ماکزیمم در آن می‌گردد.