تحلیل ترک در محل اتصال پوسته-نازل یک مخزن استوانه ای تحت فشار داخلی با استفاده از روش انتگرال-جی

این مقاله به ارزیابی عددی یک عیب ترک در محل گوشه اتصال پوسته-نازل یک مخزن تحت فشار داخلی، مورد استفاده در صنعت نفت و گاز، با روش انتگرال- جی میپردازد. در ابتدا با استفاده از روش انتگرال دامنه سه بعدی و برای حالت الاستیک خطی، روابط مربوط به محاسبه انتگرال- جی بدست آمده است. مزیت متمایز استفاده از این انتگرال در مکانیک شکست، قابلیت آن در تخمین دقیق ضریب شدت تنش ترک در نقاطی دور از نوک آن، که در آنجا گرادیان تنش و کرنش بالاست، می باشد. روش مدل سازی در نرم افزار آباکوس به تفصیل تشریح شده است و قابل تعمیم به سایر نقاط هندسی در انواع مخازن و نیز اشکال دیگر عیوب ترک می باشد. به منظور راستی آزمایی مدل عددی، نتایج بدست آمده از آن با نتایج حل تحلیلی مقایسه شده است و انطباق خوبی بین دو دسته از جواب ها مشاهده می شود. بیشترین اختلاف مربوط به مقایسه نتایج مدل عددی با نتایج حاصل از WRCB-175 به میزان 30 درصد می باشد که ناشی از ملحوظ داشتن ضرایب تصحیح و ایمنی در WRCB-175 می باشد. همچنین استقلال از مسیر انتگرال-جی برای همگی کانتورهای اطراف ترک با مقدار خطای کمتر از 0.15% مشاهده گردید. به طور کلی، نتایج این تحقیق به بازرسین فنی و مهندسین ایمنی در صنعت نفت، گاز و پتروشیمی کمک خواهد کرد تا ارزیابی دقیق تری از وضعیت ایمنی و سلامت تجهیزات داشته باشند.