بررسی تجربی و عددی تاثیر تغییرات خواص مکانیکی در راستای ضخامت فولاد لوله API X65 بر توزیع تنش

Abstract

در طی فرآیند ساخت لوله‌های فولادی دما و عناصر آلیاژی به طور غیریکنواخت در دیواره لوله توزیع می‌شود. در این مطالعه اثر این توزیع غیریکنواخت بر خواص مکانیکی در مقیاس ماکرو بررسی شد. برای این منظور نمونه‌های تخت کششی از دیواره لوله بریده شد؛ به طوری که هر نمونه مربوط به موقعیت خاصی از ضخامت دیواره بود. نتایج آزمایش کشش تغییرات معنادار خواص مکانیکی را در راستای ضخامت نشان می‌دهد. در ادامه اثر این تغییرات بر رفتار مکانیکی فولاد بررسی گردید. برای این منظور یک نمونه کششی ضخیم با استفاده از خواص اندازه‌گیری شده به صورت ساختار چندلایه (ناهمگن) مدل شد. در فرآیند مدل‌سازی، ابتدا به کمک شبیه‌سازی اجزاء محدود و با توجه به نمودار تنش-کرنش بدست آمده از آزمایش کشش، پارامترهای مدل آسیب گرسون-تیورگارد-نیدلمن برای هر یک از لایه ها به طور جداگانه کالیبره شدند. سپس این پارامترها در مدل‌سازی نمونه ناهمگن استفاده شد. بر طبق نتایج، نمودارهای نیرو-تغییر مکان نمونه ضخیم بدست آمده از مدل‌سازی و آزمایش دقیقاً بر یکدیگر منطبق نیستند؛ این اختلاف به دلیل شرایط تنشی مختلف در نمونه‌های نازک و ضخیم و همچنین اثر تنش‌های پسماند است.