Dynamical Behavior of Hybrid Kevlar/Carbon Pipe Reinforced ‎Epoxy Conveying Water ‎

الملخص

تضمن البحث دراسة تأثير التسليح بالألياف الهجينة المقطعة المكونة من ألياف الكيفلار وألياف الكربون مع راتنج الإيبوكسي على التردد الطبيعي لأنابيب نقل المياه، وكذلك تأثيره على أقصى سرعة تدفق للمياه عبر الأنابيب والمعروفة بالسرعة الحرجة، لظروف حدودية مختلفة متمثلة, مفصل - مفصل والمثبت – المثبت. تم تسليح راتنج الإيبوكسي بألياف كيفلار مقارنة بالنموذج المقوى بألياف الكربون بنفس النسب الحجمية. يعتمد طول الليف القصير على النسبة بين طول الليف القصير والطول الحرج للليف القصير كما موضح .(L/Lc=1, 2, …and 20) للحصول على مادة مركبة هجينة تم دمج كل من ألياف الكربون وألياف كيفلار مع مادة الراتنج بنسب مختلفة. في النماذج المهجنة , الهياكل تمتلك جساءة عالية لمقاومة اجهاد الشد  بسبب الياف الكربون بالإضافة لذلك فان وجود الياف الكفلار في النماذج يعزز من متانة النموذج في مقاومة الصدمات الخارجية.  تم إجراء الحسابات باستخدام البرنامج الرياضي (MATLAB) وفقًا لطريقة تقريب رايلي. لوحظ أن التردد الطبيعي للنظام والسرعة الحرجة للتدفق أكبر في نموذج ألياف الكربون من تلك الموجودة في نموذجي الياف الكيفلار والألياف الهجينة. تم دراسة تأثير تغيير سمك وقطر النماذج على السلوك الديناميكي لأنبوب بطول متر واحد، وقد أظهرت الدراسة أن التردد الطبيعي والسرعة الحرجة تزداد مع زيادة سمك وقطر جدار الأنبوب، وذلك تبعاً لنوع التثبيت. النسبة المئوية في تحسين التردد الطبيعي للانبوب عند مقاطع عرضية مختلفة تتراوح من4.9% , 9%, 12.6% to 15.8%   حيث انها ترتفع مع زيادة الكسر الحجمي لألياف الكربون في المواد المركبة المهجنة وعند أوضاع تثبيت مختلفة. بخصوص تحسين النسبة المئوية للسرعة الحرجة التي تتراوح من  4.9% , 9.4%, 13.2% to 16.6%  حيث انها تتحسن مع زيادة اكسر الحجمي  لألياف الكربون في الأنبوب المهجن  ، وتم إجراء مقارنة نظرية مع بحث استخدم نموذجاً بأبعاد مختلفة، وكانت النتائج بفارق مقبول.