Μοντελοποίηση και δυναμική ανάλυση σωλήνα ανθρακονημάτων με συνδέσμους

Abstract

Σήμερα, η τεχνική περιέλιξης των ινών (Filament Winding Technique) εγγυάται πολύ υψηλά επίπεδα ποιότητας στον τομέα της παραγωγής κατασκευαστικών στοιχείων από σύνθετα υλικά. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να μελετηθεί πειραματικά και αριθμητικά η βέλτιστη σύνδεση μεταξύ ενός σωλήνα ανθρακονημάτων κατασκευασμένο με τη μέθοδο περιέλιξης ινών και δύο συνδέσμων που εφαρμόζονται στα άκρα του. Πιο συγκεκριμένα, εξετάζονται τρεις διαφορετικές περιπτώσεις συνδέσμων, αφότου έχει προηγηθεί η παραγωγή τους. Tα τρία μοντέλα μελετώνται σε στατική ανάλυση και η εργασία επικεντρώνεται στα δύο, εφόσον το ένα από αυτά οδηγήθηκε σε θραύση κατά τα εργαστηριακά πειράματα. Παράλληλα, έμφαση δίδεται στη συσχέτιση των αποτελεσμάτων της αριθμητικής επίλυσης των μοντέλων με πεπερασμένα στοιχεία με τα αντίστοιχα πειραματικά δεδομένα. Στη συνέχεια, μελετώνται σε ανάλυση ιδιομορφών. Πιο συγκεκριμένα, εφαρμόσθηκε κατάλληλη πειραματική μέθοδος προσδιορισμού των μορφικών παραμέτρων του συναρμολογήματος. Η σύγκριση των αποτελεσμάτων δίνει μία απόκλιση 1.5%-31.5%. Έπειτα, αναδεικνύονται βασικές εφαρμογές σωληνωτών χωροδικτυωμάτων από ανθρακονήματα, ένα υποπλαίσιο αγωνιστικής μηχανής και ένα ενδεικτικό χωροδικτύωμα για την καταγραφή αποτελεσμάτων που εμβαθύνουν στη συμπεριφορά της σύνδεσης που εξετάστηκε. Η εργασία κλείνει με την παρουσίαση των συμπερασμάτων, ενώ τέλος προτείνονται θέματα που χρήζουν ενδιαφέροντος για μελλοντική έρευνα.