Effects Of Stacking Sequence on the Structural Performance of Composite Overwrapped Pressure Vessels

Authors : Taner COŞKUN, Ömer ŞAHİN

Pages : 117-134

Doi:10.47495/okufbed.1037011

View : 16 | Download : 9

Publication Date : 2022-02-23

Article Type : Research Paper

Abstract :Basınçlı kaplar hizmet ömürleri boyunca eksenel ve radyal yönlerde gerilmelere maruz kalmakta ve bu durum istenmeyen hasarlara neden olmaktadır. Bu sebepten dolayı kompozit katmanlı basınçlı kaplarda fiber yönlerinin her iki yönde oluşan yükleri taşıyabilecek şekilde tasarlanması oldukça önemlidir. Bu kapsamda 20 mm kutup ağzı yarıçapına sahip kompozit basınçlı kaplar tasarlanmış ve eliptik integral çözülerek jeodezik kubbe profili elde edilmiştir. Silindir yüzeyinde helisel ve çember sargı tabakaları bir arada kullanılmış ve istifleme sırasının yapısal performansa etkileri incelenmiştir. Bu çalışmada altı farklı istif sırasına sahip sayısal modeller tanımlanmış ve böylece gerilme, gerinim ve kırılma indeksleri belirlenmiştir. Ayrıca, tamamen helisel sarım katmanlardan oluşan sayısal model ile karşılaştırılarak, çember sarım tabakaların mekanik özellikler üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Mevcut çalışma sonucunda, çember sarım tabakaların mekanik özellikler üzerinde olumlu etkileri olduğu sonucuna varılmıştır. Ayrıca çember sarım tabaka kullanımının tamamen helisel sarımdan oluşan sayısal modele kıyasla hasar indeksinde yaklaşık %28 iyileşme sağladığı gözlemlenmiştir. Ek olarak, çember sarım tabakalar için istifleme sırasının katmanlar arası kayma gerilmesi üzerinde oldukça etkili olduğu fakat gerilme/gerinim sonuçları ile hasar indeksleri üzerinde çok fazla etkili olmadığı gözlemlenmiştir.
Keywords : Kubbe Profili, Filaman Sarım, Jeodezik Yörünge, Basınç Kapları, İstif Sırası