Βιώσιμος σχεδιασμός πιεστικών δοχείων με χρήση πολυκριτηριακών μεθόδων λήψης αποφάσεων
Loading...
Date
2026-06-24
Authors
Παυλίδης, Πολυχρόνης
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η μελέτη βιωσιμότητας των πιεστικών δοχείων, τα οποία συνιστούν κρίσιμα υποσυστήματα αποθήκευσης σε σύγχρονες αεροναυπηγικές και βιομηχανικές εφαρμογές. Η κατασκευή τους εστίαζε έως σήμερα κυρίως στη διασφάλιση δομικής ακεραιότητας, ωστόσο, οι σύγχρονες απαιτήσεις επιβάλλουν την ενσωμάτωση κριτηρίων βιωσιμότητας από τα αρχικά στάδια του σχεδιασμού. Στόχος της εργασίας είναι η εκτίμηση της βιωσιμότητας και η ανάδειξη της βέλτιστης κατασκευαστικής επιλογής μέσα από την αξιολόγηση εναλλακτικών σεναρίων σχεδιασμού δοχείου για εφαρμογή σε αεροσκάφος. Τα σενάρια αυτά προκύπτουν από τον συνδυασμό διαφορετικών γεωμετριών (κύλινδρος, σφαίρα, κώνος) και υλικών, συμπεριλαμβανομένων μεταλλικών κραμάτων (Αλουμίνιο 2024, Τιτάνιο Ti6Al4V) και σύνθετων υλικών (Carbon/Epoxy).
Για την επίτευξη του παραπάνω στόχου, αξιοποιήθηκε ένας συνδυασμός υπολογιστικών και αναλυτικών μεθόδων. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε Ανάλυση Πεπερασμένων Στοιχείων (Π.Σ.) με χρήση του λογισμικού Ansys, για τον έλεγχο της δομικής αντοχής υπό συνθήκες εσωτερικής πίεσης και τον υπολογισμό του ελάχιστου απαιτούμενου βάρους της κατασκευής.
Εν συνεχεία, η περιβαλλοντική και οικονομική αποτίμηση διεξήχθη μέσω του λογισμικού SimaPro, με την εφαρμογή Ανάλυσης Κύκλου Ζωής (Α.Κ.Ζ.) και Ανάλυσης Κόστους Κύκλου Ζωής (Α.Κ.Κ.Ζ.) για όλα τα στάδια παραγωγής. Τέλος, τα δεδομένα που προέκυψαν (συντελεστής ασφαλείας, βάρος, κόστος, περιβαλλοντικό αποτύπωμα) τροφοδότησαν την Πολυκριτηριακή Μέθοδο Λήψης Αποφάσεων TOPSIS. Μέσω αλγοριθμικής προσέγγισης, η μέθοδος TOPSIS ιεράρχησε τις 138 εναλλακτικές, εξάγοντας συμπεράσματα για τον βέλτιστο συνδυασμό υλικού και γεωμετρίας και παρέχοντας ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο βιώσιμου σχεδιασμού. Τα αποτελέσματα από τα αποδεκτά σενάρια έδειξαν ότι συνολικά, για όλες τις γεωμετρίες, το κράμα Αλουμινίου 2024 είναι η πιο συμφέρουσα οικολογική και οικονομική επιλογή.
Description
Keywords
Πιεστικά δοχεία, Μελέτη βιωσιμότητας, Ανάλυση κύκλου ζωής, Ανάλυσης κόστους κύκλου ζωής, Σύνθετα υλικά