مقاله اثر ناکاملی های هندسی بر مقاومت خمشی دهانه ی آزاد خطوط لوله فولادی


در حال بارگذاری
23 اکتبر 2022
فایل ورد و پاورپوینت
2120
4 بازدید
۵۹,۷۰۰ تومان
خرید

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله اثر ناکاملی های هندسی بر مقاومت خمشی دهانه ی آزاد خطوط لوله فولادی دارای ۱۰ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله اثر ناکاملی های هندسی بر مقاومت خمشی دهانه ی آزاد خطوط لوله فولادی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله اثر ناکاملی های هندسی بر مقاومت خمشی دهانه ی آزاد خطوط لوله فولادی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد


بخشی از متن مقاله اثر ناکاملی های هندسی بر مقاومت خمشی دهانه ی آزاد خطوط لوله فولادی :

 

برخی از منابع:

۱ Stelios Kyriakides and Edmundo Corona., (2007), “Mechanics of Offshore Pipelines”, Vol. I Buckling and
Collapse, Elsevier.
۲ Spyros A. Karamanos., (2002), “Bending instabilities of elastic tubes”, International Journal of Solids and
Structures 39, pp.2059-2085.
۳ F. Guarracino., (2003), “On the analysis of cylindrical tubes under flexure: theoretical formulation,
experimental data and finite element analysis”, J Thin-Walled Strucures 41, pp.127-147.
۴ S.Houliara and S.A.Karamanos.,(2006),”Buckling and post-buckling of long pressurized elasic thin-walled

مقدمه
خط لوله به عنوان یک سازه ی جدار نازک در معرض انواع نیروهای استاتیکی و دینامیکی قرار دارد. در محلهایی که تکیه ی خط لوله بر بسـتر خـود بـه هر نحوی کاهش یافته است خط لوله تحت اثر وزن خود، تحت تأثیر خمش قرار می گیرد که از آن جمله می تـوان بـه نشسـت بسـتر بخشـی از دهانـه ی آزاد یک خط لوله ی واقع بر روی خشـکی بـر اثـر آب شـدن یـخ بسـتگی بسـتر و یـا حرکـت خـاک کـف بسـتر بـر اثـر فعالیـت هـای لـرزه ای و غیـره اشاره کرد [۱].

شکل ۱ – خمش خط لوله در نتیجه ی نشست بستر یخ بسته
مشخصه ی اصلی لوله ی تحت اثر خمش بیضی شدگی ۱ تدریجی سطح مقطع آن به علت وجود تنشهای داخلی است (شکل ۲- الف ). همین امـر سـختی خمشی لوله را در نقطه ی حدی بارکاهش داده و منجر به فروریختگی می شود. باید توجه کرد که در طی فرآینـد خمـش ممکـن اسـت نـوع دیگـری از خرابی نیز رخ دهد، یعنی قبل از اینکه بار به حالت حدی برسد، قسمت فشاری لوله ی خمیـده دچـار فنریـت (مـود فنـری) یـا چـین خـوردگی ۲ (کمـانش ) شود (شکل ۲- ب)[۲].

شکل ۲ – نمایش شماتیک (الف ) مکانیزم بیضی شدگی مقطع عرضی لوله به علت تنشهای داخلی و (ب) چین خوردگی در قسمت فشاری لوله
این پدیده نخستین بار توسط von Karman (1911) در مورد لوله های خمیده و توسط Brazier (1927) در مورد لوله هـای مسـتقیم بـا تمرکـز در خمـش خـالص تشـریح و مدلسـازی شـد [۳] و در سـالهای بعـد بـیش از همـه توسـط افـرادی چـونWeingarten، Seid ،G.T.Ju و Stelios Kyriakides توسعه ی بیشتری یافت .
لنگر خمشی در نقطه ی حدّی توسط Brazier محاسبه شد که برابر است با:

که R و t به ترتیب مقطع عرضی و ضخامت جداره ی لوله و E مدول یانگ و ضریب پواسون است .
Seide و Weingarten رابطه ی لنگر بحرانی لوله های استوانه ای جدار نازک دراز، تحت اثر خمش خالص را با فرض یک حالـت پـیش از کمـانش خطی و راه حل نقطه ی دوشاخگی نوع Ritz در عبارتهای توابع مثلثاتی به دست آوردند که به قرار زیر است [۴]:

با توجه به اینکه خطوط لوله جزء سازه های پوسته ای جدار نازک اند۳، در بررسی رفتار کیفـی سـازه هـای پوسـته ای اسـتوانه ای جـدار نـازک مسـئله ی ناکاملی هندسی ۴ بسیار حائز اهمیت است . ناکاملی ها به چهار گروه ناکاملی های هندسی ، بارگذاری، شرایط مرزی و مشخصات فیزیکـی مصـالح تقسـیم بندی می شوند. ولی آنچه در سازه های پوسته ای اهمیت دارد ناکاملی های ناشی از نقص هندسی می باشد. این نوع ناکاملی شامل تمـامی انحرافـات در شکل عضو سازه ای نسبت به ترکیب هندسی ایده آل سازه می باشد. در مورد پوسته ها، ناکاملی هـای هندسـی بـا انحـراف از هندسـه ی سـطح میـانی ، از شکل ایده آل مشخص می شود[۵].
مقاله ی حاضر به بررسی اثر کاهنده ی ناکاملی هندسی از نوع فرورفتگی ۱ ، بر روی ظرفیت باربری و مقاومـت کمانشـی نمونـه هـای بـا نسـبتهای لاغـری مختلف (R/t) و (L/R)،تحت اثر بار ثقلی می پردازد.
۲. تحلیل های المان محدود
در مقاله ی حاضر اثر ناکاملی هندسی بر روی رفتار کمانشی ناشی از بار ثقلی در دهانه ی آزاد خط لوله بر روی نمونه هـای بـا نسـبتهای لاغـری مختلـف (R.t) و (L.R) به صورت کامل ۲ و با همان نسبتهای لاغری و با اندازه های مختلف ناکاملی های اولیه که مود کمانشی آنهـا بـه صـورت اولیـه بـه سـازه القاء شده است در نرم افزار المان محدود ABAQUS مورد بررسی قرار گرفته است . مطالعه ی انجام یافته برای این تحقیق بر روی خطوط لوله به شـعاع R، ضخامت جداره ی t و طول L می باشد. شکل مقطع ناکاملی اولیـه بـه صـورت فرورفتگـی در نظـر گرفتـه شـده اسـت . بـرای نامگـذاری نمونـه هـا از کاراکترهای عددی و الفبای لاتین برای نشان دادن هر پارامتر مطابق (جدول ۱) استفاده شده است .

در نمونه های با ناکاملی هندسی ، میزان فرورفتگی با پارامتر nt و طول ناکاملی هندسی اولیه R025 و با عـرض دو المـان در نظـر گرفتـه شـده اسـت . بـه عنوان مثال نمونه یBRNL112، نمونه ای با نسبت لاغری ۲۰=R.t، شعاع ۰.۳ متر و ۴۰=L.R و اندازه ی ناکاملی هندسی t03 است . بـرای بررسـی نتایج تحلیل غیر خطی در نمونه های دارای ناکاملی هندسی از جدول (۲) که شامل درصـد کـاهش ظرفیـت بـاربری نمونـه هـای دارای ناکـاملی هندسـی نسبت به حالت کامل است ، استفاده شده است . نتایج برای ۵ اندازه ی مختلف ناکاملی ارائه گردیده، تا بازه ی بزرگتری برای بررسی رفتار کمانش داشـته باشیم و همچنین بتوانیم نتایج آنرا با مقادیر مجاز آیین نامه مطابقت داده، کنترل و مقایسه نماییم .

با توجه به طول فرورفتگی (ناکاملی هندسی ) نمونه ها ارتباط کاملاً مستقیمی با شعاع نمونه ها دارند (R025)، بنابراین طول فرورفتگی ، در نمونه هایی بـا شعاعهای مختلف ، متفاوت خواهد بود. همانگونه که در جدول (۲) مشاهده می شود، با افزایش انـدازه ی ناکـاملی اولیـه میـزان درصـد افـت ظرفیـت نیـز افزایش می یابد که این روندی قابل پیش بینی و صحیح می باشد. این کاهش ظرفیت با توجه بـه طـول و میـزان ناکـاملی بـرای نسـبتهای لاغـری مختلـف متفاوت است ولی تقریباً در بازه ی (t03 تا t2) برای نمونه هایی با نسبت لاغری پایین ، متوسط و بالا به ترتیب حدود ۱۵، ۲۰ و۳۰ درصد می باشد.
اولین کاهش ظرفیت مؤثر در بازه ی (t03 تا t07) روی می دهد، که این خود نشان دهنده ی یک جهش ۱۰ تا ۱۶ درصـدی در افـت ظرفیـت نمونـه ها بوده که خود این میزان از افت ظرفیت بسیار قابل توجه و مهم می باشد و نشان دهنده ی اهمیت وجـود حتـی کـوچکترین مقـادیر ناکـاملی در کـاهش ظرفیت و ناپایداری سازه ها است چرا که همین مقدار از کاهش ظرفیت نیز در بعضی از سازه ها که ضرایب اطمینان حداقل در آنهـا رعایـت شـده اسـت ، می تواند باعث فرورفتگی و شکست سازه گردد.
در نمونه هایی با شعاع R1 وR2 با افزایش نسبت لاغری(R.t) روندکاهش ظرفیت افزایش می یابد این در حـالی اسـت کـه بـا افـزایش نسـبت لاغـری در نمونه هایی با شعاع R3 روند کاهش ظرفیت کاهش می یابد که می تواند به دلیل کوچک بودن ضخامت جداره ی لوله باشد چرا که انـدازه ی ناکـاملی های در نظر گرفته شده برای این تحقیق ارتباط مستقیمی با ضخامت دارند.
اشکال (۳) (۴)و(۵) نتایج موجود در جدول (۲) را به صورت گرافهای تغییرات درصد افت نسبت به اندازه ی ناکاملی ها نشان می دهد.

شکل ۵ – نمودار درصد کاهش ظرفیت باربری نمونه های دارای ناکاملی ERL31وFRL31 نسبت به حالت کامل
نکته ی جالب بعدی آن است که در نمونه هایی کـه دارای نسـبتهای لاغـری نزدیـک بـه هـم هسـتند(A و B)،C( و D)،E( و F) میـزان تغییـرات افـت ظرفیت در نمونه های مشابه دارای یک اندازه از ناکاملی ، نزدیک و حتی برابـر اسـت . در کـل بـا توجـه بـه اشـکال (۳)، (۴) و (۵) شـیب تغییـرات بـرای نمونه های دارای ضرایب لاغری (R.t) نزدیک به هم ، تقریباً یکسان است .

اشتراک‌گذاری:

  راهنمای خرید:
  • در صورتی که به هر دلیلی موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید با ما تماس بگیرید.