چکیده مقاله :
کپسولهای CNG کامپوزیتی، مزایای قابل توجهی نسبت به انواع فلزی خود دارند که از آن جمله میتوان به قابلیت ذخیره
سازی گاز با فشار بالاتر، مکانیزمهای واماندگی ایمنتر، ویژگیهای مکانیکی بهتر، مقاومت بالاتر در برابر خوردگی و 2 تا 4 برابر
وزن کمتر اشاره کرد. هدف اصلی این پژوهش، آنالیز ترمومکانیکی و ارزیابی کپسولهای CNG کامپوزیتی است. برای ساخت
این کپسولها، یک رزین اپوکسی با کارایی بالا به عنوان فاز زمینه کامپوزیت زمینه پلیمری و الیاف کربن با استحکام بالا از نوع
T-700S به عنوان فاز تقویت کننده انتخاب شد. پس از تعیین ویژگیهای گوناگون این دو بخش اصلی، ویژگیهای لمینای
ناشی از آنها به کمک روابط میکرو مکانیک تعیین و برای ساخت آن نیز یک دستگاه رشتهپیچ 5 محوری ساخته شد. سپس
با توجه به شرایط کاری بهینه دستگاه که در کسر حجمی 50 تا 60 درصد از الیاف تقویت کننده بدست میآمد، آنالیز
ترمومکانیکی سه بعدی در کسر حجمی 55 ،50 و 60 درصد با استفاده از نرمافزار ANSYS-12 انجام شد. با توجه به نتایج
این پژوهش، افزایش تعداد لایههای لمینت کامپوزیتی و کسر حجمی الیاف تقویتکننده، تأثیری متفاوت بر رفتار واماندگی
آستر فلزی و لایههای کامپوزیتی دارند. از نتایج دیگر، تأثیر بسزای تنشهای حرارتی بر واماندگی لمینت است؛ در حالی که
تأثیر آنها بر واماندگی آستر فلزی قابل چشمپوشی است.
منابع و مأخذ:
1- F. Ryan, B. Caulfield, "Examining TheBenefits of Using Bio-CNG in Urban Bus
Operations", Transportation Research Part D:Transport and Environment, Vol. 15 (6), 362-
365, 2010.
2- M. U. Aslam, H. H. Masjuki, M. A. Kalam,H. Abdesselam, T. M. I. Mahlia, M. A.
Amalina, "An Experimental Envestigation ofCNG as an Alternative Fuel for a Retrofitted
Gasoline Vehicle", Fuel, Vol. 85 (5-6), 717-724, 2006.
3- S. Yeh, "An Empirical Analysis on theAdoption of Alternative Fuel Vehicles: The
Case of Natural Gas Vehicles", Energy Policy,Vol. 35 (11), 5865-5875, 2007.
4- ISO standard: 11439 (2000), "Gas Cylinders- High Pressure Cylinders for the On-Board
Storage of Natural Gas as a Fuel forAutomotive Vehicles".
5- ANSI/CSA standard: NGV2 (2000), "BasicRequirements for Compressed Natural Gas
Vehicle (NGV) Fuel Containers".6- A. Önder, O. Sayman, T. Dogan, N.Tarakcioglu, "Burst Failure Load of Composite
Pressure Vessels", Composite Structures, Vol.89 (1), 159-166, 2009.
7- L. Zu, S. Koussios, A. Beukers, "OptimalCross Sections of Filament-Wound Toroidal
Hydrogen Storage Vessels Based onContinuum Lamination Theory", International
Journal of Hydrogen Energy, Vol. 35 (19),10419-10429, 2010.
8- L. Zu, S. Koussios, A. Beukers, "ShapeOptimization of Filament Wound Articulated
Pressure Vessels Based on Non-GeodesicTrajectories", Composite Structures, Vol. 92(2), 339-346, 2010.
9- L. Zu, S. Koussios, A. Beukers, "Design ofFilament-Wound Isotensoid Pressure Vessels
With Unequal Polar Openings",Composite Structures, Vol. 92 (9), 2307-2313,2010.
10- A. Vafaeesefat, "Dome ShapeOptimization of Composite Pressure vessels
Based on Rational B-Spline Curve and GeneticAlgorithm", Applied Composite Materials,
Vol. 16 (5), 321-330, 2009.
11- T. L. Teng, C. M. Yu, Y. Y. Wu, "OptimalDesign of Filament-Wound Composite
Pressure Vessels", Mechanics of CompositeMaterials, Vol. 41 (4), 333-340, 2005.
12- Z. Changliang, R. Mingfa, Z. Wei, C.Haoran, "Delamination Prediction of
Composite Filament Wound Vessel with MetalLiner Under Low Velocity Impact", CompositeStructures, Vol. 75 (1-4), 387-392, 2006.
13- P. Xu, J. Y. Zheng, P. F. Liu, "FiniteElement Analysis of Burst Pressure of
Composite Hydrogen Storage Vessels",Materials and Design, Vol. 30 (7), 2295-2301,2009.
14- C. S. Mao, M. F. Yang, D. G. Hwang, H.C. Wang, "An Estimation of Strength for
Composite Pressure Vessels", CompositeStructures, Vol. 22 (3), 179-186, 1992.
15- C. Frias, H. Faria, O. Frazo, P. Vieira, A.T. Marques, "Manufacturing and Testing
Composite Overwrapped Pressure Vesselswith Embedded Sensors", Materials and
Design, Vol. 31 (8), 4016-4022, 2010.
16- D. Cohen, S. C. Mantell, L. Zhao, "TheEffect of Fiber Volume Fraction on Filament
Wound Composite Pressure Vessel Strength",Composites, Vol. 32 (5), 413-429, 2001.
17- ASTM standard:B 308/B 308M (2002),“Standard Specification for Aluminum – alloy6061- T6 Standard Structural Profiles”
18- A. K. Kaw, Mechanics of CompositeMaterials, 2ed., p. 203-301, CRC Press,London, 2005.
19- S. Karimi, "Materials Selection and Designfor Manufacturing a Suitable Composite CNGTank", M.S. Thesis Shiraz University, 2011.
