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

تعمیر لوله های انتقال گاز، یکی از معضلات کشورهای دارای منابع گاز طبیعی است. در این تحقیق سعی شد، با استفاده از کامپوزیت های پایه اپوکسی با تقویت کننده های نانو لوله کربنی تک جداره، به عنوان وصله های مورد استفاده در لوله گاز، به بررسی توزیع تنش وون میسز در آن پرداخته شود. برای این منظور ابتدا لوله ای از جنس فولاد با ضخامت mm 6 و به طول m 5/1 در نرم افزار ANSYS شبیه سازی شد و در دو سر لوله وصله های کامپوزیتی پایه اپوکسی با ذرات تقویت کننده نانو لوله کربنی تک جداره با نسبت های 01/0، 03/0، 05/0، 07/0، 1/0، 13/0 و 15/0 اعمال شد و مش بندی 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 وصله های تعمیری دارای 01/0 نانولوله کربنی برابر MPa 19/0 می باشد که نسبت به تنش وون میسز ماکزیمم به وجود آمده در پوشش لوله بدون وصله که MPa 48/1 است، بسیار کمتر می باشد. همچنین مشخص گردید با افزایش درصد نانولوله کربنی به 15/0، تنش وون میسز ماکزیمم به MPa 43/0 می رسد. در نتیجه می توان بیان نمود که وصله های نانو کامپوزیتی ضمن سهولت بیشتر در تعمیرخطوط لوله انتقال گاز، می توانند باعث بهبود خواص استحکامی مناطق تعمیر شده گردند. همچنین افزایش درصد نانو لوله در ترکیب کامپوزیت، باعث افزایش تنش وون میسز ماکزیمم در آن می گردد.