طراحی سازه لوله‌های کامپوزیت بهینه‌سازی شد
به گزارش «نبض فناوری»، دکتر رهام رفیعی، مجری طرح و استاد تمام دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران، با اعلام این مطلب گفت: هر چند انجام آزمون بلندمدت خزشی به عنوان یکی از قیود اصلی مرحله طراحی در استانداردهای بین‌المللی و ملی ذکر شده است اما با استفاده از این مدل، امکان پیش‌بینی رفتار خزشی بلند مدت لوله کامپوزیت در مرحله طراحی سازه‌ای لوله فراهم می‌شود.
وی درباره مزایای این طرح توضیح داد: مراکز تولیدی قبل از انجام آزمون می‌توانند از نتیجه پاسخ مورد نظر اطمینان یابند، سپس آزمون احراز صلاحیت بلندمدت را آغاز کنند. همچنین در این طرح، شیوه آزمایش شتاب داده شده معادلی نیز توسعه داده شده است که به جای انجام آزمون به مدت یک سال، انجام آزمون سه ماهه بر اساس الگوی بارگذاری نوینی انجام خواهد شد.
عضو هیات علمی دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران خاطرنشان کرد: در مرحله تکمیلی طرح یادشده، انجام آزمون در شرایط مرطوب و همچنین توسعه مدل مناسب برای لحاظ کردن هم زمان پدیده جذب آب و خزش در دستور کار قرار گرفته است.
رفیعی اعلام کرد: در حال حاضر رایزنی لازم با یک شرکت در کشور قطر برای صادرات این فناوری به عنوان بهره‌بردار لوله کامپوزیت در خطوط انتقال گاز در حال انجام است.
وی اظهار داشت: 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 بلند مدت لوله کامپوزیت در دستور کار قرار گرفت.
رفیعی گفت: در مرحله اول، شیوه مناسب مدل‌سازی خزش بلند مدت به صورت عام توسعه یافت. سپس رهیافت یادشده برای حالت بارگذاری فشار داخلی در قالب یک پایان نامه کارشناسی ارشد اجرا و برای این حالت، نتایج پیش‌بینی ابزار محاسباتی با نتایج مشاهدات آزمایشگاهی شرکت الوطنی کویت به عنوان همکار آزمایشگاه تحقیقاتی کامپوزیت ارزیابی شد.
رییس آزمایشگاه تحقیقاتی کامپوزیت افزود: همزمان با این تحقیق، تحقیقات موازی و متعدد دیگری در آزمایشگاه تحقیقاتی کامپوزیت از سال ۱۳۹۳ تا ۱۳۹۷ به منظور شناسایی رفتار مکانیکی لوله کامپوزیت تحت بارگذاری‌های مختلف و به صورت مشخص با تمرکز بر شناسایی تخریب در سازه لوله یادشده صورت پذیرفت. تحقیقات یادشده در قالب پایان‌نامه‌های کارشناسی ارشد با حمایت صنعتی یا در قالب قراردادهای تحقیق کاربردی صنعتی با مراکز خصوصی تولید کننده لوله یادشده و صندوق حمایت از پژوهشگران و نوآوران کشور محقق شده است.
رفیعی با اشاره به اینکه از سال ۱۳۹۷ تا ۱۳۹۹، در قالب 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، تصریح کرد: با توجه به تغییرات سطح تنش در بارگذاری مذکور نسبت به بارگذاری فشار داخلی، استفاده از شیوه قبلی برای بررسی رفتار امکان‌پذیر نبود. به همین دلیل، توسعه شیوه مناسب برای بارگذاری فشار عرضی در قالب 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 عنوان کرد: بر اساس تحقیقات مستمر، در سال ۱۴۰۰ نرم‌افزار یکپارچه طراحی و تحلیل لوله کامپوزیت در آزمایشگاه تحقیقاتی کامپوزیت به عنوان آخرین حلقه تحقیقات مذکور توسعه یافت که به پیش‌بینی رفتار خزشی لوله کامپوزیت در دو حالت بارگذاری فشار داخلی و بار عرضی می‌پردازد. این نرم‌افزار برای پیش‌بینی رفتار مذکور تنها نیازمند اطلاعاتی همانند خواص اولیه الیاف و رزین مورد استفاده به صورت مجزا و همچنین رفتار خزشی رزین خالص مورد استفاده در سازه لوله در قالب چند آزمون کوتاه مدت خزشی ۵۰۰ دقیقه‌ای در دماهای مختلف است.
وی تاکید کرد: کاربر نرم‌افزار، پس از ورود اطلاعات، اقدام به ورود مشخصات لوله کامپوزیت مورد نظر در قالب قطر، فشار نامی و سفتی اسمی آن می کند. نرم‌افزار ابتدا به طراحی سازه‌ای لوله کامپوزیت (تعیین تعداد لایه‌ها، زوایای قرارگیری الیاف و ترتیب و توالی چیدمان لایه‌ها با درنظر گرفتن محدودیت‌های ماشین آلات تولیدی) به صورت کاملاً خودکار می‌پردازد. سپس با انجام فرآیند بهینه‌سازی دوسطحی و چند هدفی و با ترکیب شیوه الگوریتم ژنتیک و شیوه جستجوی مستقیم به ارائه حالت بهینه طراحی سازه‌ای که منجر به کمینه قیمت تمام شده خواهد شد، می‌پردازد. در انتها، نرم‌افزار بر اساس ۲ شیوه توسعه داده شده برای تحلیل رفتار خزشی بلند مدت، به پیش‌بینی خزش یک بار تحت فشار داخلی و یک بار تحت فشار عرضی پرداخته، نتایج را ارائه 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 قربان‌حسینی برای انجام مراحل مختلف این تحقیق همکاری داشتند.
منبع:ایرنا
