بررسی عددی اثر وصله های کامپوزیتی بر ضرایب شدت تنش لوله های استوانه ای حاوی ترک محیطی کامل

هدف از این مقاله مقاوم سازی لوله های استوانه ای حاوی ترک محیطی کامل (داخلی و خارجی) تحت فشار داخلی با استفاده از وصله های کامپوزیتی به دلیل خواص بارزشان می باشد. در فرآیند تحقیق به منظور اعتبار بخشی مدل های پیشنهادی، ابتدا لوله استوانه ای حاوی ترک محیطی تحت کشش یکنواخت، مدل سازی و نتایج ضرایب شدت تنش با مقاله موجود مقایسه شده است. سپس به منظور اثبات صحت روند مدل سازی وصله کامپوزیتی و چسب، ورق آسیب دیده حاوی ترک مرکزی مدل سازی و نتایج ضرایب شدت تنش با مقاله موجود مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. محاسبه ضرایب شدت تنش در نوک ترک با بهره گیری از انتگرالJ حاصل شده است. پس از اثبات روند شبیه سازی در دو مرحله به بررسی عملکرد لوله های استوانه ای با ترک محیطی داخلی و خارجی کامل با ترک هایی با عمق نسبی 4/0 تا 8/0 با استفاده از روش اجزای محدود سه بعدی تحت فشار داخلی، قبل و پس از ترمیم پرداخته شده است. در پروسه ترمیم از کامپوزیت های بور/اپوکسی، کربن/اپوکسی و شیشه/اپوکسی استفاده است. نتایج تحقیق نشان داد استفاده از وصله های کامپوزیتی به میزان قابل توجهی ضرایب شدت تنش را کاهش داده و این کاهش در لوله حاوی ترک محیطی خارجی کامل بیشتر از لوله حاوی ترک محیطی داخلی کامل می باشد. همچنین در فرآیند تحقیق تاثیر ضخامت وصله، زاویه قرارگیری الیاف و جنس چسب بر ضریب شدت تنش مورد بررسی قرار گرفته است.