Experimental and Numerical Analysis of the Mechanical Behaviour of Thin Walled Pressure Vessels under External Loads
Abstract
In this study, the behaviour of thin-walled
pressure vessels under external loads have been analysed and a new perspective
has been discussed to find out whether or not it could be used in areas such as
carrying loads, energy absorption. This situation is similar to the fact that;
a balloon can not carry weight when empty but it can when it’s inflated. For
this purpose, in the experiments conducted in the laboratory with the
thin-walled aluminum cylinder tubes, air has been pumped in various pressures
and position-dependent behavior has been analysed by applying bending and
compressive forces. The contribution of an increase in the internal pressure to
carry external loads has been shown experimentally. Following, in order to draw
a comparison with numeric calculations, analysis have been made with finite
elements method and the results have been compared. The experimental and
numerical results have shown similarity. For further studies, the practical
applications of real life can be searched for where this method can be used.
References
- 1. Zhang, X.W., Yu, T.X., 2009. Energy Absorption of Pressurized Thin-walled Circular Tubes under Axial Crushing, International Journal of Mechanical Sciences, 51, 335–349.
- 2. Graczykowski, C., Chmielewski, R., Holnicki, J., 2004. Controlled Impact Absorption in Adaptive Pressurized Structures, European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering ECCOMAS, 1-10.
- 3. Palanivelu, S., Paepegem, W.V., Degrieck, J., Reymen, B., Ndambi, J.M., Vantomme, J., Kakogiannis, D., Wastiels, J., Hemelrijck, D.V., 2011. Close-range Blast Loading on Empty Recyclable Metal Beverage Cans for use in Sacrificial Cladding Structure, Engineering Structures, 33, 1966-1987.
- 4. Eruslu, S., 2008. İnce Cidarlı Basınçlı Tüplerin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Analizi, Pamukkale Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Mühendislik Bilimleri Dergisi, 14 (2), 162-174.
- 5. Tanboğa, B., 2007. Darbe Altındaki Elyaf Takviyeli Kompozit Tüpün Sonlu Elemanlar Modellemesi ile İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.
- 6. Atlı, A., 2010. Analytical Investigaton of Multi-layer Composite Tubes Subject to Pressure, Ms. Thesis Submitted to the Graduate School of Natural and Applied Sciences of Atilim University.
- 7. Çuhadar, B., Akkuş, N., 2005. İçten Basınca Maruz Kapların Dizaynı, Bitirme Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi.
İnce Cidarlı Basınçlı Kapların Dış Yükler Altında Mekanik Davranışlarının Deneysel ve Sayısal Olarak İncelenmesi
Abstract
Bu çalışmada ince cidarlı basınçlı kapların dış yükler
altındaki davranışları incelenip, yük taşıma, enerji absorbe etme gibi
alanlarda kullanılıp kullanılmayacağına yönelik yeni bir bakış açısı ele
alınmıştır. Bu durum tıpkı bir balonun boşken yük taşımaması fakat
şişirildiğinde yük taşıması olayına benzemektedir. Bu amaçla laboratuarda
yapılan deneylerde ince cidarlı alüminyum silindir tüplere, çeşitli basınçlarda
hava basılıp üzerine eğme ve basma kuvvetleri uygulanarak konuma bağlı
davranışları incelenmiştir. İç basınç artışının, dış yükleri taşımada ne kadar
katkısının olduğu deneysel olarak gösterilmiştir. Ardından deneysel sonuçları
nümerik hesaplarla karşılaştırmak için, sonlu elemanlar tekniği ile analizler yapılmış
ve sonuçları karşılaştırılmıştır. Deneysel sonuçlar ile nümerik sonuçların
benzerlik gösterdiği görülmüştür. Daha ileri çalışmalar için bu yöntemin nerelerde
kullanılabileceği ele alınıp gerçek hayattaki pratik uygulamaları
araştırılabilir.
References
- 1. Zhang, X.W., Yu, T.X., 2009. Energy Absorption of Pressurized Thin-walled Circular Tubes under Axial Crushing, International Journal of Mechanical Sciences, 51, 335–349.
- 2. Graczykowski, C., Chmielewski, R., Holnicki, J., 2004. Controlled Impact Absorption in Adaptive Pressurized Structures, European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering ECCOMAS, 1-10.
- 3. Palanivelu, S., Paepegem, W.V., Degrieck, J., Reymen, B., Ndambi, J.M., Vantomme, J., Kakogiannis, D., Wastiels, J., Hemelrijck, D.V., 2011. Close-range Blast Loading on Empty Recyclable Metal Beverage Cans for use in Sacrificial Cladding Structure, Engineering Structures, 33, 1966-1987.
- 4. Eruslu, S., 2008. İnce Cidarlı Basınçlı Tüplerin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Analizi, Pamukkale Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Mühendislik Bilimleri Dergisi, 14 (2), 162-174.
- 5. Tanboğa, B., 2007. Darbe Altındaki Elyaf Takviyeli Kompozit Tüpün Sonlu Elemanlar Modellemesi ile İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.
- 6. Atlı, A., 2010. Analytical Investigaton of Multi-layer Composite Tubes Subject to Pressure, Ms. Thesis Submitted to the Graduate School of Natural and Applied Sciences of Atilim University.
- 7. Çuhadar, B., Akkuş, N., 2005. İçten Basınca Maruz Kapların Dizaynı, Bitirme Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi.
Details
| Journal Section | Articles |
|---|---|
| Authors | |
| Publication Date | December 15, 2017 |
| Published in Issue | Year 2017 Volume: 32 Issue: 4 |