مطالعه پارامترهای هندسی جوش، در اتصالات لوله ای ترک دار تحت بارگذاری های مختلف
چکیده
سکوهای دریایی(سکوهای فراساحلی)، سکوهایی هستند که برای حفاری و بهره برداری از حوزه های نفتی در مناطق فراساحلی کاربرد فراوان دارند. این سکوها توسط لوله ساخته می شوند و اتصالات این لوله ها به وسیله جوش صورت می گیرد که به آن ها اتصالات لوله ای گفته می شود. این اتصالات به طور بسیار گسترده ای از نظر شکل، اندازه و ظرفیت باربری متغیر هستند و می توانند به صورت هر ترکیب دلخواهی از سه حالت بارگذاری محوری (axial loading)، بارگذاری خمشی درون صفحه ای (in plane bending) و بارگذاری خمشی خارج صفحه ای (out of plane bending) بارگذاری شوند. به دلیل پیچیدگی هندسی اتصال و رفتار پوسته ای اتصال، توزیع تنش های موضعی به صورت غیریکنواخت می باشد که این غیریکنواختی تنش هم در امتداد ضخامت لوله ها و هم در امتداد سطح جداره لوله ها وجود دارد. به خصوص در محل پنجه جوش عضو فرعی به عضو اصلی، تمرکز تنش زیادی ایجاد می گردد. که محاسبه ضریب تمرکز تنش(scf) به پارامترهای هندسی بی بعد یک اتصال نظیر وابسته می باشد. این محل مستعدترین جا برای ایجاد و رشد ترک های ناشی از خستگی می باشد. تنش های پسماندی که در حین جوشکاری پدید می آیند نقش مهمی در واماندگی خستگی اتصال جوشی ایفا می کنند. اثر تنش های پسماند بر عمر خستگی سازه ها مشابه اثر تنش های میانگین می باشد. اما هنگامی که سازه تحت بار خارجی قرار می گیرد تنش های پسماند تغییر می کنند. در پژوهش حاضر، پیش بینی توزیع تنش های پسماند ناشی از جوشکاری و رشد ترک ایجادشده در اتصالx تحت بارگذاری خمش خارج صفحه(opb)، توسط نرم افزار اجزاءمحدود آباکوس(abaqus) مدلسازی شده است. نتایج حاصل از مدلسازی مطابقت خوبی با نتایج تجربی خصوصاً در مورد تنش های پسماند طولی و رشد ترک ایجادشده نشان داده اند