بررسی تاثیر مدول مماسی در ناحیه کار-سختی منحنی تنش-کرنش روی شکل‌پذیری ستون‌های لوله‌ای از جنس فولاد ضدزنگ

Abstract

با توجه به وابستگی شکل‌پذیری اجزای سازه‌ای به ظرفیت آن‌ها در حفظ پایداری پس از ناحیه تسلیم ماده، تاثیر تغییر مدول مماسی مربوط به ناحیه کارسختی در مورد یک نمونه فولاد ضدزنگ بر روی ظرفیت باربری پس‌ازکمانش ستون‌های لوله‌ای ملاحظه شده است. با توجه به هزینه بسیار کمتر مطالعات عددی نسبت به مطالعات آزمایشگاهی در مورد تغییرات مدول مماسی مصالح، روش مدل‌سازی المان‌محدود انتخاب شده و در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی بر روی یک نمونه ستون با D/t=60 مورد تصدیق قرار گرفت که بدین منظور رفتار غیرخطی مصالح و هندسه در مدل ملاحظه شد. در ادامه مدل‌های المان محدود برای نسبت‌های مختلف D/t توسعه داده شده و مطابق با نتایج بدست آمده، با افزایش نسبت قطر به ضخامت برای ستون‌ها، دو پارامتر مهم در مورد شکل‌پذیری شامل اول، ظرفیت جذب انرژی و دوم، نسبت تغییرشکل ستون در آستانه فروریزش به تغییرشکل در لحظه تسلیم مقطع (e/g) با افزایش چشمگیری مشاهده شد، بعنوان مثال جذب انرژی و e/g در ستون D/t=30 نسبت به ستون D/t=60 به ترتیب حدود 35% و 111% افزایش پیدا کرد. دو مدل مذکور برای بررسی تاثیر تغییر مدول مماسی در ناحیه کار-سختی انتخاب شده و تاثیر مدول مماسی در دو بخش مقدم و موخر روی پارامترهای مربوط به میزان شکل‌پذیری ستون‌ها بررسی شد. نتایج بدست آمده، افزایش مدول مماسی ماده در بخش مقدم کار-سختی را دارای تاثیر مهم روی ظرفیت شکل‌پذیری ستون‌ها با نسبت D/t متوسط و مدول مماسی در بخش موخر کار-سختی را دارای تاثیر مهم در مورد ستون‌ها با نسبت D/t کمتر نشان دادند. با افزایش دو برابری مدول مماسی در بخش موخر کار-سختی، جذب انرژی و نسبت e/g در ستون D/t=30 به ترتیب به اندازه 111% و 71% نسبت به نمونه ستون با فرض ماده آزمایشگاهی افزایش پیدا کرد حال‌‎آنکه با افزایش دو برابری مدول مماسی در بخش مقدم کار-سختی، دو پارامتر یاد شده در مورد ستون D/t=60 به ترتیب به اندازه 26% و 46% نسبت به فرض ماده آزمایشگاهی افزایش یافت. نتایج این مطالعه نشان می دهد، جهت داشتن رفتار شکل‌پذیرتر برای ستون‌ها، می توان با تعریف ترکیب شیمیایی مناسب مصالح، بخش کار-سختی را با توجه به اندازه قطر به ضخامت ستون‌ها طرح کرده و از مزایای شکل‌پذیری بیشتر در اجزای سازه‌ها برخوردار بود.