بررسی آزمایشگاهی و عددی حساسیت باربری محوری فشاری اعضای لوله ای فولادی به ناراستی های هندسی

اعضای لوله ای درعمل به دلیل فرآیند ساخت و آسیب های وارده در مراحل حمل و نقل و نصب لوله فاقد یک هندسه استوانه ای کامل و بی نقص هستند. در واقع ناراستی هایی در مقطع و طول آن ها وجود دارد. حضور ناراستی می تواند بر رفتار اعضای لوله ای مقابل بارهای وارده تا حد زیادی تاثیر گذار باشد. در این پژوهش، تاثیر حضور ناراستی بر رفتار اعضای لوله ای تحت بارگذاری یک سویه محوری فشاری به صورت آزمایشگاهی و مدل سازی عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا چهار نمونه آزمایشگاهی از لوله فولادی با درجه X70 و با نسبت قطر به ضخامت (D/t) 22 پس از انجام اسکن سه بعدی مورد آزمایش قرار گرفته اند. نتایج نشان دادند که حضور ناراستی در اعضای لوله ای منجر به بروز کمانش محلی در لوله شده و بر تنش فشاری حداکثر قابل تحمل در عضو (σ_L) و کرنش معادل آن(ε_L) تاثیر گذار است. هندسه ناراستی در نظر گرفته شده در مدل عددی بر اساس مودهای مختلف کمانش در اعضای لوله ای می باشد. نتایج حاصل از مدل سازی عددی و نتایج آزمایشگاهی با یکدیگر مقایسه شده و به طور کلی مطابقت قابل قبولی مشاهده شده است. در ادامه از مدل عددی به منظور بررسی تاثیر عواملی مانند هندسه ناراستی، دامنه ناراستی (A)، نسبت D/t و نسبت λ/L استفاده شده است. نتایج نشان دادند که مودهای بالاتر و متقارن، تاثیر بیشتری بر رفتار یک سویه فشاری اعضای لوله ای دارد. با افزایش دامنه ناراستی، σ_L و ε_L کاهش می یابند اما مرتبه کاهش هر دو پارامتر متاثر از هندسه ناراستی و نسبت D/t و λ/L است. با توجه به نتایج به دست آمده مشخص است که تاثیر ناراستی بر ε_L بسیار بزرگتر از تاثیر ناراستی بر σ_L است.