بررسی تحلیلی و آزمایشگاهی رفتار غیرخطی اتصالات فلنجی تحت بارگذاری طولی و خمشی

Abstract

اتصالات فلنجی در تجهیزات مکانیکی و سازه‌های هوافضایی به‌طور گسترده بکار می‌روند. مطالعه و بررسی رفتار استاتیک و دینامیک این اتصالات همواره با اهمیت است. در این پژوهش، به‌منظور در نظر گرفتن انعطاف‌پذیر اتصال، نخست، اتصال فلنجی با تعدادی فنر معادل شده و سپس روندی تحلیلی برای محاسبۀ سختی معادل این نوع اتصالات ارائه گردیده است. برای این منظور لبۀ اتصال به‌صورت تیر یکسر درگیر مدل شده و تغییر شکل آن تحت بارگذاری‌های مختلف استخراج شده است. در ادامه با استخراج منحنی غیرخطی تغییر شکل اتصال برحسب بار وارده بر آن، میزان سختی اتصال محاسبه گردیده است. مشاهده گردیده است که فنرهای معادل اتصال تحت بارگذاری‌های مثبت و منفی رفتار متفاوت داشته و سختی معادل آن‌ها حالت دوخطی دارد. با طراحی و ساخت نمونه اتصال فلنجی تک‌پیچ، رفتار این اتصال به‌صورت آزمایشگاهی ارزیابی شده است. برای این منظور اتصال موردنظر تحت بارگذاری‌های خمشی و طولی قرار گرفته و رفتار تغییر شکل آن استخراج گردیده است. علاوه بر این مدل اجزاء محدود اتصال ایجاد و سپس نتایج تحلیلی ارائه شده در این پژوهش با نتایج آزمایشگاهی، اجزاء محدود و نتایج عددی پژوهش‌های پیشین مقایسه شده است. در نهایت با استفاده از مدل تحلیلی ارائه شده، اثر تغییر پارامترهایی نظیر پیش‌بار پیچ و ضخامت فلنج، روی میزان سختی اتصال مورد بررسی قرار گرفته است.