Dikişsiz metal astarlı ve kompozit sargılı basınç tankı tasarımı
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kırıkkale Üniversitesi, Türkiye
Tez Danışmanı: M. Hüsnü Dirikolu
Tezin Onay Tarihi: 2010
Tezin Dili: Türkçe
Özet:
Bu çalışmada ülkemizde hali hazırda üretilemeyen ve ISO 11439:2000 tarafından
Tip III olarak isimlendirilen dikişsiz metal astarlı ve kompozit sargılı basınç tankının
tasarımı yapılmıştır. Tasarımı yapılan basınç tankının endüstriyel ihtiyaca yönelik
olarak 3 Litrelik sıvı hacminde, 6061-T6 Alüminyum malzemeden üretilmiş metal
astar ve Kevlar®-49/Epoksi (Vf=%60) kompozit sargı için 500 Bar ve üzeri bir iç
basınca dayanabilmesi sağlanmıştır. İlgili standarda göre servis çalışma basıncı en
az 220 Bar’dır. Tank tasarımında ağ analizi ve katman teorisi yardımıyla tankın ön
tasarım parametreleri belirlenmiş ve bu veriler ışığında geometrideki karmaşıklıkları
da hesaba katabilen Ansys® Sonlu Eleman Programında kompozit basınç tankı
sayısal olarak modellenmiştir. Modellemede kompozit katmanın elyaf sarım
açılarını doğru şekilde tanımlayabilmek için eleman koordinat sisteminin uygun
şekilde yönlendirilmesi sağlanmıştır. Basınç tankının hasar analizinde elyaf hasar
dayanımı dikkate alınmış ve Tsai Wu hasar Kriteri’nden yararlanılmıştır. Yapılan
analizler sonucunda, ISO 14439:2000 standardının şartlarının sağlanması için,
basınç tankının 4.5 mm cidar kalınlığında metal astar ile 0.9 mm helisel ve 1.8 mm
teğetsel olmak üzere toplam 2.6 mm kompozit cidar kalınlığında ve [90°, ±20°,
±15°, 90°] elyaf açı düzenine sahip olması gerektiği belirlenmiştir.