Numerical analysis of composite flanges

Fibre composite materials nowadays represent an important category of engineering materials. They present exceptional mechanical properties, high flexibility in design, low weight and high corrosion resistance. They have quickly spread to various fields of engineering, including Oil&Gas industry. The aim of this paper is to create a preliminary model of a composite flange consisting of epoxy resin and glass fiber, obtained through the filament winding process and used within an Oil&Gas plant. The work is articulated according to the following steps: - the initial choice of project parameters; - the study of ISO / FDIS:2017 and ASTM D1598 standard to identify and analyse the test conditions to which it is to be submitted; - the numerical analysis of the design conditions and the simulation of the verification tests imposed by the regulations. It was concluded that the flange meets the requirements required by the standards and in the future, some of the project parameters can be optimized.

I materiali compositi fibrorinforzati rappresentano al giorno d’oggi un’importante categoria di materiali ingegneristici. Essi presentano eccezionali proprietà meccaniche, elevata flessibilità in fase di design, basso peso e alta resistenza alla corrosione. Essi si sono rapidamente diffusi in vari campi dell’ingegneria, tra cui il settore Oil&Gas. L’obiettivo di questo lavoro è quello di creare un modello preliminare di una flangia in materiale composito costituito da resina epossidica e fibra di vetro, ottenuta mediante il processo di filament winding e utilizzata all’interno di un impianto di Oil&Gas. Il lavoro si articola secondo i seguenti passi: - la scelta iniziale dei parametri di progetto; - lo studio delle normative ISO/FDIS:2017 e ASTM D1598 per individuare e analizzare le condizioni di test a cui essa deve essere sottoposta; - l’analisi numerica delle condizioni di design e la simulazione dei test di verifica imposti dalla normativa. Si è concluso che la flangia risponde ai requisiti richiesti dalla normativa e in futuro si potranno ottimizzare alcuni dei parametri di progetto.