طراحی سازه لوله های کامپوزیت بهینه سازی شد

ببه گزارش کمیاب آنلاین محققان دانشگاه تهران موفق به توسعه نرم افزار یکپارچه طراحی، تحلیل و ارزیابی رفتار بلندمدت لوله های کامپوزیت شدند که تولیدکنندگان لوله و بهره برداران با استفاده از آن می توانند به محصولی با حداقل قیمت و حداکثر خواص مکانیکی دست یابند.

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از دانشگاه تهران، دکتر رهام رفیعی، مجری طرح و استاد تمام دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران، با بیان این مطلب اظهار داشت: هر چند انجام آزمون بلندمدت خزشی بعنوان یکی از قیود اصلی مرحله طراحی در استانداردهای بین المللی و ملی ذکر شده است اما با استفاده از این مدل، امکان پیشبینی رفتار خزشی دراز مدت لوله کامپوزیت در مرحله طراحی سازه ای لوله فراهم می شود.
وی درباره مزایای این طرح توضیح داد: مراکز تولیدی پیش از انجام آزمون می توانند از نتیجه پاسخ مورد نظر اطمینان یابند، سپس آزمون احراز صلاحیت بلندمدت را آغاز کنند. همینطور در این طرح، شیوه آزمایش شتاب داده شده معادلی هم توسعه داده شده است که به جای انجام آزمون به مدت یک سال، انجام آزمون سه ماهه بر مبنای الگوی بارگذاری نوینی صورت خواهد گرفت.
عضو هیات علمی دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران تصریح کرد: در مرحله تکمیلی طرح مورد اشاره، انجام آزمون در شرایط مرطوب و همینطور توسعه مدل مناسب برای لحاظ کردن هم زمان پدیده جذب آب و خزش در دستور کار قرار گرفته است.
رفیعی اعلام نمود: هم اکنون رایزنی لازم با یک شرکت در کشور قطر برای صادرات این فناوری بعنوان بهره بردار لوله کامپوزیت در خطوط انتقال گاز در حال انجام می باشد.
وی عنوان کرد: آزمایشگاه تحقیقاتی کامپوزیت دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران، به سرپرستی وی از سال ۱۳۹۲ به صورت مشخص بر روی این چالش متمرکز شد و توسعه شیوه محاسباتی مناسبی به منظور امکان پیشبینی رفتار خزشی دراز مدت لوله کامپوزیت در دستور کار قرار گرفت.
رفیعی اظهار داشت: در مرحله اول، شیوه مناسب مدل سازی خزش دراز مدت به صورت عام توسعه یافت. سپس رهیافت مورد اشاره برای حالت بارگذاری فشار داخلی در چارچوب یک رساله کارشناسی ارشد اجرا و برای این حالت، نتایج پیشبینی ابزار محاسباتی با نتایج مشاهدات آزمایشگاهی شرکت الوطنی کویت بعنوان همکار آزمایشگاه تحقیقاتی کامپوزیت ارزیابی شد.
رییس آزمایشگاه تحقیقاتی کامپوزیت اضافه کرد: همزمان با این تحقیق، تحقیقات موازی و مختلف دیگری در آزمایشگاه تحقیقاتی کامپوزیت از سال ۱۳۹۳ تا ۱۳۹۷ به منظور شناسایی رفتار مکانیکی لوله کامپوزیت تحت بارگذاری های مختلف و به صورت مشخص با تمرکز بر شناسایی تخریب در سازه لوله مورد اشاره صورت پذیرفت. تحقیقات مورد اشاره در چارچوب رساله های کارشناسی ارشد با حمایت صنعتی یا در چارچوب قراردادهای تحقیق کاربردی صنعتی با مراکز خصوصی تولید کننده لوله مورد اشاره و صندوق پشتیبانی از پژوهشگران و نوآوران کشور محقق شده است.
رفیعی ضمن اشاره به این که از سال ۱۳۹۷ تا ۱۳۹۹، در چارچوب قرارداد تحقیق صنعتی کاربردی با شرکت گاز استان بوشهر، توسعه شیوه مناسب پیشبینی رفتار خزشی لوله کامپوزیت تحت فشار عرضی در دستور کار قرار گرفت، خاطرنشان کرد: با عنایت به تغییرات سطح تنش در بارگذاری مذکور نسبت به بارگذاری فشار داخلی، استفاده از شیوه قبلی جهت بررسی رفتار امکان پذیر نبود. به همین دلیل، توسعه شیوه مناسب برای بارگذاری فشار عرضی در چارچوب یک رساله دکترا مورد نظر قرار گرفت. در این رساله، تجهیز انجام آزمون مورد نظر ساخته شد و یک لوله کامپوزیت صنعتی برای مطالعه موردی به مدت دو سال تحت بارگذاری فشاری عرضی قرار گرفت.
استاد تمام دانشکده علوم و فنون نوین اظهار داشت: بر مبنای تحقیقات مستمر، در سال ۱۴۰۰ نرم افزار یکپارچه طراحی و تحلیل لوله کامپوزیت در آزمایشگاه تحقیقاتی کامپوزیت بعنوان آخرین حلقه تحقیقات مذکور توسعه یافت که به پیشبینی رفتار خزشی لوله کامپوزیت در دو حالت بارگذاری فشار داخلی و بار عرضی می پردازد. این نرم افزار برای پیشبینی رفتار مذکور تنها نیازمند اطلاعاتی همانند خواص اولیه الیاف و رزین مورد استفاده به صورت مجزا و همینطور رفتار خزشی رزین خالص مورد استفاده در سازه لوله در چارچوب چند آزمون کوتاه مدت خزشی ۵۰۰ دقیقه ای در دماهای مختلف است.
وی تصریح کرد: کاربر نرم افزار، بعد از ورود اطلاعات، مبادرت به ورود مشخصات لوله کامپوزیت مورد نظر در چارچوب قطر، فشار نامی و سفتی اسمی آن می کند. نرم افزار ابتدا به طراحی سازه ای لوله کامپوزیت (تعیین تعداد لایه ها، زوایای قرارگیری الیاف و ترتیب و توالی چیدمان لایه ها با درنظر گرفتن محدودیت های ماشین آلات تولیدی) به صورت کاملاً خودکار می پردازد. سپس با انجام فرایند بهینه سازی دوسطحی و چند هدفی و با ترکیب شیوه الگوریتم ژنتیک و شیوه جستجوی مستقیم به عرضه حالت بهینه طراحی سازه ای که منجر به کمینه قیمت تمام شده خواهد شد، می پردازد. در پایان، نرم افزار بر مبنای ۲ شیوه توسعه داده شده برای تحلیل رفتار خزشی بلند مدت، به پیشبینی خزش یک مرتبه تحت فشار داخلی و یک مرتبه تحت فشار عرضی پرداخته، نتایج را عرضه می کند.
در این طرح مهندس بهزاد مظهری، مهندس هادی حسام سادات، مهندس محمدعلی ترابی، مهندس محمدرضا حبیب آگهی، مهندس رضا شهزادی، مهندس فرامرز عباسی، مهندس حسین اسپرسپ و دکتر امین قربان حسینی برای انجام مراحل مختلف این تحقیق همکاری داشتند.

آخرین مطالب مرتبط