مدل سازی المان محدود تخریب در مخزن تحت فشار کامپوزیتی نوع IV با استفاده از افزونه WCM در نرم افزار آباکوس

امروزه هیدروژن به عنوان یک منبع انرژی سازگار با محیط زیست مورد توجه صنعت حمل و نقل قرار گرفته است. استفاده از مخازن تحت فشار کامپوزیتی نوع IV به دلیل نسبت استحکام به وزن مناسب آن ها، راه حلی مطمئن برای ذخیره گاز هیدروژن متراکم به شمار می آید. مخازن تحت فشار کامپوزیتی نوع IV از سه بخش اصلی، لاینر پلیمری، فلنج فلزی و پوسته کامپوزیتی الیاف کربن/اپوکسی تشکیل شده اند. در ناحیه عدسی های این مخازن به دلیل کاهش شعاع و تجمع رزین، ضخامت لایه های کامپوزیتی و زاویه الیاف افزایش می یابد و این امر مدل سازی این نواحی را در این مخازن به جدی ترین چالش تبدیل کرده است. افزونه WCM به منظور شبیه سازی المان محدود متقارن محوری یا سه بعدی مخازن تحت فشار کامپوزیتی نوع III و IV، برای نرم افزار آباکوس ارائه شده است. در این افزونه علاوه بر کمیت هایی چون ضخامت لایه ها و زاویه الیاف می توان کمیت های ساختی چون پهنای باند، زاویه انتقال و بخش پایانی را نیز تعیین کرد تا مدل سازی دقیق تری حاصل شود. در این پژوهش، مخزن تحت فشار کامپوزیتی نوع IV با حجم داخلی دو لیتر، توسط افزونه WCM در نرم افزار آباکوس مدل شده است. مقایسه نتایج عددی حاصل از این مدل سازی با نتایج تجربی و شبیه سازی های موجود در مقالات، دقت قابل قبول این مدل سازی را نشان می دهد. همچنین در این پژوهش، پس از استخراج تنش های راستای اصلی ماده و کدنویسی روابط حاکم بر معیارهای شکست مواد کامپوزیتی چون تسای-هیل، تسای- وو و هشین، فشار تخریب مخزن پیش بینی شده است که در پژوهش های دیگر به آن پرداخته نشده است.