Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A contribution to structural reliability analysis of composite high-pressure hydrogen storage tanks

Sid Amer Youcef, Benammar Samir, Fah Tee Kong, Wadi Mohammed, Jouda Mohammed S.

Journal of KONBiN

|

2023

|

Vol. 53, iss. 2

33--44

EN

Although composite high-pressure tanks are a subject of growing interest, especially for hydrogen storage applications, a detailed structural reliability analysis still needs to be improved. This work aims to provide a probabilistic investigation of the mechanical response of composite high-pressure hydrogen storage tanks using the Monte Carlo Simulation method. A performance function based on the circumferential model of composite pressure cylinders is employed with five random design variables. According to the results, the internal pressure and the helical layer thickness are the foremost parameters significantly impacting the structural reliability of the tank, whereas, the helical layer thickness and winding angles have a minor influence. In addition, high coefficients of variation values cause the contraction of the safety margin potentially leading to the failure of the composite hydrogen high-pressure tank. The obtained results were validated with experimental tests available in the literature.

PL

Chociaż kompozytowe zbiorniki wysokociśnieniowe są przedmiotem rosnącego zainteresowania, zwłaszcza w zastosowaniach związanych z magazynowaniem wodoru, szczegółowa analiza niezawodności konstrukcji wciąż wymaga poprawy. Niniejsza praca ma na celu zapewnienie probabilistycznego badania odpowiedzi mechanicznej kompozytowych wysokociśnieniowych zbiorników do przechowywania wodoru przy użyciu metody symulacji Monte Carlo. Zastosowano funkcję wydajności opartą na modelu obwodowym kompozytowych cylindrów ciśnieniowych z pięcioma losowymi zmiennymi projektowymi. Zgodnie z wynikami, ciśnienie wewnętrzne i grubość warstwy obwodowej są głównymi parametrami istotnie wpływającymi na niezawodność konstrukcyjną zbiornika, podczas gdy grubość warstwy spiralnej i kąty uzwojenia mają niewielki wpływ. Ponadto duże wartości współczynników zmienności powodują kurczenie się marginesu bezpieczeństwa potencjalnie prowadząc do awarii kompozytowego zbiornika wysokociśnieniowego na wodór. Uzyskane wyniki zostały zweryfikowane z badaniami eksperymentalnymi dostępnymi w literaturze.

2

Metoda homogenizacji w modelowaniu materiałów kompozytowych wzmocnionych włóknem ciągłym ułożonym według wzorów mozaikowych

Błażejewski W., Czapliński T., Ziętek G.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2014

|

[R.] 20, nr 6 (162)

482--488

PL

W pracy przedstawiono idee wyznaczania parametrów materiałowych kompozytowych zbiorników wysokociśnieniowych wytwarzanych metodą nawijania. Nierozłącznym i charakterystycznym efektem procesu nawijania jest układanie się wiązek wzmocnienia we wzorach mozaikowych, które w sposób istotny wpływają na wartości parametrów materiałowych. Zaproponowano metodę homogenizacji dwustopniowej. Pierwszy etap homogenizacji służy do wyznaczenia właściwości mechanicznych wiązki materiału kompozytowego z jednokierunkowo ułożonymi włóknami. W drugim etapie, gdy znane są już efektywne właściwości materiałowe wiązki, wyodrębniono cztery rodzaje komórek reprezentatywnych RVE (ang. Representative Volume Element) opisujące wzór mozaikowy, czyli charakterystyczne elementy geometrii wzoru. Zastosowano zarówno homogenizację analityczną (etap pierwszy) jak i numeryczną (etap drugi). Zaproponowany sposób modelowania próbek rurowych wydaje się dobrze odzwierciedlać zaobserwowane wyniki prac eksperymentalnych.

EN

This paper presents the idea of determining the material parameters of composite pressure vessels manufactured by filament winding. An inseparable and characteristic effect of the winding process is the placement of reinforcement tows in mosaic patterns, which significantly affect the values of material parameters. We propose a two-stage homogenization method. The first stage of the homogenization is used to determine the mechanical properties of the composite material tow with unidirectionally aligned fibers. In the second stage, when the effective material properties of the tow are already known, four distinct types of RVE (Representative Volume Element) describing a mosaic pattern were found, i.e. the characteristic elements of the geometry of the pattern. Both analytical homogenization (first stage) as well as numeric (second stage) were used. The proposed method of modeling tube specimens seems to accurately reflect the observed results of the experimental work.

3

Ocena jakości chemoodnornych zbiorników kompozytowych

Bełzowski A., Rechul Z., Stasieńko J.

Instal

|

2006

|

nr 12

42-48

PL

Przedstawiono wybrane aspekty zagadnienia oceny jakości materiałów kompozytowych na podstawie defektów technologicznych występujących w elementach konstrukcyjnych. Skupiono się na niektórych metodach oceny kompozytów polimerowych wzmocnionych włóknem szklanym stosowanych w wytwarzaniu różnych elementów chemoodpornych instalacji przemysłowych, w szczególności zbiorników służących do magazynowania substancji żrących. Analizie poddano ocenę laminatów na podstawie stopnia porowatości, defektów widocznych okiem nieuzbrojonym, twardości Barcola, kontroli grubości ścianki oraz obserwacji mikrostruktury. W opracowaniu uwzględniono wazniejsze koncepcje takiej oceny jakości zawarte w przepisach zagranicznych oraz krajowych.

EN

The paper deals with the zssessment of defects arising in composite structural components, and especially in corrosion resistant tanks. Critically reviewed are methods for evaluating material porosity, visual defects, Barcol hardness,thank wall thickness and microstructural features. Practical recommendations are formulated that can be useful both for designers and personnel involved in in-service inspection of processing equipment.