Design and development of the composite hydrogen storage tanks by using stochastic optimization methods
Yüksek basınçlı kompozit hidrojen depolama tanklarının stokastik optimizasyon yöntemleri kullanılarak tasarlanması ve geliştirilmesi
- Tez No: 526174
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ LEVENT AYDIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 106
Özet
Bu tezde beş ana amaç vardır: (i) Sadece kompozit (Tip IV ve Tip V) ve alüminyum-kompozit (Tip III) basınçlı kaplar için Klasik Laminasyon Teorisini kullanarak gerilme ve şekil değişim bileşenlerini hesaplamak (ii) Tip III ve Tip V kompozit basınçlı kapların patlama basıncını Klasik Laminasyon Teorisi ve birinci tabaka kırılma teorilerini kullanarak hesaplamak (iii) kompozit tankların silindirik kısımları için birinci tabaka kırılma teorilerine dayalı olarak hesaplanan patlama basıncı değerlerinin, literatürden alınan deneysel ve sonlu elemanlar yöntemleri sonuçları ile karşılaştırılmak (iv) interaktif, interaktif olmayan ve kısmi interaktif birinci tabaka kırılma teorilerini, amaç fonksiyonunda ve kısıtlarda eş zamanlı olarak kullanarak, patlamaya karşı 2, 2.25 ve 2.5 güvenlik faktörleri ile 70 MPa çalışma basıncına sahip Tip III ve Tip V tankları için optimum istifleme dizileri tasarımlarını önermek (v) Kompozit basınçlı kap tasarım problemleri için Diferansiyel Evrim (DE), Simüle Tavlama (SA) ve Nelder Mead (NM) optimizasyon algoritmalarının hesaplama performansını karşılaştırmak. Bu tezde, Tip III hidrojen depolama tanklarının, bir iç metalik astar ve lamine Karbon / Epoksi veya Grafit / Epoksi kompozit tabakalardan oluştuğu varsayılmaktadır. Tip V tankların sadece kompozit tabakaları içerdiği düşünülmektedir. Hidrojen depolama tanklarının patlama basıncını tahmin etmek için Hashin-Rotem, Maksimum Stres ve Tsai-Wu birinci tabaka kırılma kriterleri kullanılmıştır. DE, SA ve NM optimizasyon algoritmaları, kompozit hidrojen depolama tankları problemleri için uygulanabilir sonuçlar vermiştir. Kompozitlerin simetrik ve tamsayı özellikleri nedeniyle, imal edilebilir tabaka sarım açıları tasarımı gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, there are five main objectives: (i) To calculate stress and strain components based on CLPT for only composite (Type IV and Type V) and aluminum-composite (Type III) pressure vessels (ii) To determine the burst pressure based on Classical Laminated Plate Theory and first ply failure theories for the cylindrical part of the Type III and Type V composite pressure vessels (iii) to compare the analytically calculated burst pressure values with the experimental and Finite Element Methods results in the literature (iv) to propose optimum stacking sequences designs for Type III and Type V tanks having 70 MPa working pressure with 2, 2.25 and 2.5 safety factors against burst by using interactive, non-interactive and partial interactive first ply failure theories as for the objective functions and constraint, simultaneously (v) to compare the computational performance of the optimization algorithms; Differential Evolution (DE), Simulated Annealing (SA) and Nelder Mead (NM) for composite pressure vessel design problems. In the thesis, the Type III hydrogen storage tanks are assumed as consist of an inner metallic liner and laminated Carbon/Epoxy or Graphite/Epoxy composite layers. Type V tanks are also considered as including only composite layers. In order to predict the failure indexes and burst pressure of the tank, Hashin-Rotem, Maximum Stress and Tsai-Wu first ply failure criteria have been employed. The optimization algorithms DE, SA and NM have given the applicable results for composite hydrogen storage tanks designs problems. Due to be symetric balanced and integer features of the composites, manufacturable stacking sequences design have been achieved.
Benzer Tezler
- DESIGN AND PRODUCTION OF LIGHT-WEIGHT PRESSURE RESISTANT COMPOSITE TANK MATERIALS AND SYSTEMS FOR HYDROGEN STORAGE
HİDROJEN DEPOLANMASI AMAÇLI YÜKSEK BASINCA DAYANIKLI HAFİF KOMPOZİT TANK MALZEMELERİNİN VE SİSTEMLERİNİN TASARLANMASI VE ÜRETİMİ
OSMAN KARTAV
Doktora
İngilizce
2020
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN TANOĞLU
- Biyo-reçine esaslı tekstil kompozitlerinin performans özelliklerinin incelenmesi
Investigation of performance characteristics of bio-resin based textile composites
SEMİH ÖZKÜR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İPEK YALÇIN ENİŞ
- Hibrit üç yönlü periyodik minimal yüzeyli üç boyutlu grafen yapıların mekaniği ve tasarımı
The mechanics and design of hybrid triply periodic minimal surfaces of three dimensional graphene
OSMAN FURKAN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- Nanomaterials in macromolecular synthesis
Makromoleküler yapıların sentezinde nanomalzemelerin kullanımı
AZRA KOCAARSLAN AHMETALİ
Doktora
İngilizce
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF YAĞCI
- Yeni kumarin temelli bileşiklerin sentezi ve potansiyel özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of new coumarin-based compounds and investigation of their potential properties
BÜŞRA ARVAS