بررسی آزمایشگاهی و عددی حساسیت باربری محوری فشاری اعضای لوله‌ای فولادی به ناراستی‌های هندسی

اعضای لوله‌ای درعمل به دلیل فرآیند ساخت و آسیب‌های وارده در مراحل حمل و نقل و نصب لوله فاقد یک هندسه استوانه‌ای کامل و بی‌نقص هستند. در واقع ناراستی‌هایی در مقطع و طول آن‌ها وجود دارد. حضور ناراستی‌ می‌تواند بر رفتار اعضای لوله‌ای مقابل بارهای وارده تا حد زیادی تاثیر گذار باشد. در این پژوهش، تاثیر حضور ناراستی بر رفتار اعضای لوله‌ای تحت بارگذاری یک سویه محوری فشاری به صورت آزمایشگاهی و مدل‌سازی 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 گرفته‌اند. نتایج نشان دادند که حضور ناراستی در اعضای لوله‌ای منجر به بروز کمانش محلی در لوله شده و بر تنش فشاری حداکثر قابل تحمل در عضو (?_l) و کرنش معادل آن(?_l) تاثیر گذار است. هندسه ناراستی در نظر گرفته شده در مدل عددی بر اساس مودهای مختلف کمانش در اعضای لوله‌ای می‌باشد. نتایج حاصل از مدل‌سازی 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 ?/l استفاده شده است. نتایج نشان دادند که مودهای بالاتر و متقارن، تاثیر بیشتری بر رفتار یک سویه فشاری اعضای لوله‌ای دارد. با افزایش دامنه ناراستی، ?_l و ?_l کاهش می‌یابند اما مرتبه کاهش هر دو پارامتر متاثر از هندسه ناراستی و نسبت d/t و ?/l است. با توجه به نتایج به‌دست آمده مشخص است که تاثیر ناراستی بر ?_l بسیار بزرگتر از تاثیر ناراستی بر ?_l است.