بررسی تجربی و عددی تاثیرخرابی مواد نرم بر توانایی تحمل بار لوله دارای فرورفتگی با فشار داخلی، ضخامت دیواره و قطر سمبه متفاوت

Abstract

در این مقاله تاثیر خرابی مواد نرم بر رفتار لوله های دارای فرورفتگی تحت بارگذاری فشار داخلی به کمک روش های تجربی و عددی مورد بررسی قرار می‌گیرد. در روش عددی رفتار پلاستیک لوله ها تحت فرآیند ایجاد فرورفتگی با استفاده از تئوری مکانیک خرابی محیط های پیوسته و آنالیز المان محدود الاستیک-پلاستیک مدلسازی می شود. در شبیه سازی های المان محدود، از مدل خرابی پلاستیسیته پیشنهاد شده توسط ژو و ویرزبیکی استفاده می شود. این مدل خرابی پلاستیسیته تاثیر چهار پارامتر مهم در پیش بینی شکست مواد نرم تحت عناوین قانون خرابی، نرمی پذیری، فشار هیدروستاتیک و زاویه لود را در بر می گیرد. عمق فرورفتگی هدف به عنوان معیار برای بررسی توانایی تحمل بار لوله تحت فرآیند ایجاد فرورفتگی توسط سمبه کروی صلب در نظر گرفته می شود. به منظور راستی آزمایی محاسبات عددی، مجوعه ای از تست های آزمایشگاهی بر روی لوله فولادی API XB با فشار داخلی اتمسفریک انجام می گیرد. بعد از مرحله راستی آزمایی، محاسبات پارامتریک برای محدوده متفاوتی از فشار داخلی، ضخامت دیواره و قطر سمبه برای لوله آلمینیومی 2024-T351 با و بدون در نظر گرفتن تاثیر خرابی انجام می گیرد و نتایج مقایسه خواهند شد. نهایتاً نشان داده می شود که خرابی نقش مهمی در پیش بینی توانایی تحمل بار لوله دارای فرورفتگی بازی می نماید. نتایج این مقاله توانایی مدل در نظر گرفته شده در پیش بینی شکست مواد نرم تحت بارگذاری های چند محوره را تائید می‌کند.