بررسی تجربی فرکانس‌های طبیعی نمونه‌های شیاردار متجانس و نامتجانس از جنس فولاد ای‌پی‌آی-‌ایکس‌شصت‌و‌پنج در آزمایش ضربه سقوطی کم‌سرعت

Abstract

هدف این مقاله بررسی تجربی فرکانس‌های طبیعی نمونه­های شیاردار متجانس و نامتجانس ماشین‌کاری شده از لوله واقعی با جوشکاری مارپیچ از جنس فولاد API X65 با استفاده از آزمایش ضربه سقوطی کم‌سرعت مجهز به شتاب‌سنج است. آزمایش طبق استاندارد API 5L انجام شد. نمونه‌ متجانس، بدون درز جوش و فقط شامل فلز پایه است، درحالیکه نمونه نامتجانس شامل درز جوش طولی بوده و در مقطع عرضی نمونه سه ناحیه فلز پایه، ناحیه متاثر از حرارت و ناحیه جوش وجود دارد. نمونه‌های مورد آزمایش در پژوهش حاضر تحت ضربه‌ کم‌سرعت چکش در بخش میانی آنها بدون تغییر شکل پلاستیک قرار گرفت. داده‌های آزمایشگاهی (ولتاژ-زمان) با استفاده از تبدیل فوریه از حوزه زمان به حوزه فرکانس منتقل و با فیلتر پایین‌گذر باترورث نوسان‌های اضافی از سیگنال فرکانسی حذف شد. با افزایش ارتفاع سقوط چکش، فرکانس طبیعی در نمونه‌ها تقریبا ثابت است. فرکانس طبیعی در نمونه نامتجانس کمتر از نمونه متجانس می­باشد. با داشتن اطلاعات در مورد فرکانس طبیعی می­توان از پدیده مخرب تشدید در آزمایش اصلی (شکست کامل نمونه) جلوگیری کرد. همچنین با استفاده از نتایج آزمایش تجهیز شده ضربه سقوطی کم‌سرعت و دانستن فرکانس‌ طبیعی، ‌می‌توان ضریب شدت تنش دینامیکی نمونه را تعیین نمود.