اندازه‌گیری تجربی و برآورد عددی انرژی شکست نمونه آزمایش ضربه سقوطی با شیار ماشین‌کاری‌شده در فولاد api x65

یکی از اهداف مهم در آزمایش ضربه سقوطی به دست آوردن مقدار انرژی شکست به منظور ارزیابی بهتر خواص فولاد آزمایش شده است. در تحقیق حاضر اندازه‌گیری تجربی و برآورد عددی انرژی شکست نمونه آزمایش ضربه سقوطی با شیار ماشین‌کاری‌شده در فولاد api x65 انجام شده است. هدف از تعیین این انرژی تخمین مقاومت ماده در برابر شکست است. نمونه آزمایشگاهی از بدنه لوله فولادی با درز جوش مارپیچ با قطر خارجی 1219میلی‌متر و ضخامت دیواره 14/3میلی‌متر بریده و تا ابعاد استاندارد ماشین‌کاری شده است. سپس در وسط نمونه شیار شورن به طول 1/5میلی‌متر ایجاد و نمونه تحت بارگذاری دینامیکی با سرعت اولیه 3/6متر بر ثانیه قرار گرفت. با ترسیم منحنی‌های نیرو جابجایی و انرژی جابجایی مقدار حداکثر نیرو برای داده‌های آزمایشگاهی 229کیلونیوتن و از طریق مدل‌سازی کامپیوتری 225کیلونیوتن به دست آمد. با محاسبه سطح زیر منحنی نیرو جابجایی مقدار انرژی شکست نمونه آزمایشگاهی برای داده‌های تجربی و مدل‌سازی کامپیوتری به ترتیب 7085 و 6800ژول به دست آمد. بررسی منحنی‌های تجربی به دست آمده نشان داد که حدود 59% انرژی صرف رشد ترک شده و مابقی صرف شروع ترک و تغییر شکل پلاستیک در نواحی سندان‌ها و ناحیه زیر چکش شده است. در انتها با ترسیم منحنی خطی انرژی شکست نمونه برحسب سرعت چکش نشان داده شد که شیب این منحنی معیار خوبی برای بررسی اتلاف انرژی و رفتار شکست ماده است.

Experimental Measurement and Numerical Evaluation of Fracture Energy in Drop Weight Tear Test Specimen with Chevron Notch in API X65 Steel

One of the most important purposes of the drop weight tear test (DWTT) is to achieve the value of fracture energy for better evaluation of tested steel properties. In the present research, experimental and numerical measurement of fracture energy in drop weight tear test specimen with chevron notch on API X65 steel has been carried out. The purpose of the determination of this energy is to estimate the strength of material due to fracture. The test specimen was cut from an actual spiral seam welded steel pipe of API X65 grade with an outside diameter of 1219mm and wall thickness of 14.3mm and then it has been machined to standard size. Then chevron notch with a length of 5.1 was placed in the middle of the specimen and the specimen was fractured under dynamic loading with an initial impact velocity of 6.3m/s. The maximum force of 229kN and 225kN were achieved for experimental and numerical data, respectively by drawing forcedisplacement and energydisplacement curves. The fracture energy of the test sample for experimental and numerical data was obtained as 7085J and 6800J, respectively by evaluation of the area under the forcedisplacement curve. Based on the results of experimental curves, about %59 of fracture energy was used for crack propagation and the remaining was used for crack initiation and plastic deformation of test sample near anvils and striker regions. In the end, drawing a linear curve for fracture energy of specimen based on the hammer velocity showed that the slope of this curve could be a good criterion for estimating the energy loss and fracture behavior of the test specimen.