بررسی تجربی فرکانس‌های طبیعی نمونه‌های شیاردار متجانس و نامتجانس از جنس فولاد ای‌پی‌آی-‌ایکس‌شصت‌و‌پنج در آزمایش ضربه سقوطی کم‌سرعت

هدف این مقاله بررسی تجربی فرکانس‌های طبیعی نمونه های شیاردار متجانس و نامتجانس ماشین‌کاری شده از لوله واقعی با جوشکاری مارپیچ از جنس فولاد api x65 با استفاده از آزمایش ضربه سقوطی کم‌سرعت مجهز به شتاب‌سنج است. آزمایش طبق استاندارد api 5l انجام شد. نمونه‌ متجانس، بدون درز جوش و فقط شامل فلز پایه است، درحالیکه نمونه نامتجانس شامل درز جوش طولی بوده و در مقطع عرضی نمونه سه ناحیه فلز پایه، ناحیه متاثر از حرارت و ناحیه جوش وجود دارد. نمونه‌های مورد آزمایش در پژوهش حاضر تحت ضربه‌ کم‌سرعت چکش در بخش میانی آنها بدون تغییر شکل پلاستیک قرار گرفت. داده‌های آزمایشگاهی (ولتاژزمان) با استفاده از تبدیل فوریه از حوزه زمان به حوزه فرکانس منتقل و با فیلتر پایین‌گذر باترورث نوسان‌های اضافی از سیگنال فرکانسی حذف شد. با افزایش ارتفاع سقوط چکش، فرکانس طبیعی در نمونه‌ها تقریبا ثابت است. فرکانس طبیعی در نمونه نامتجانس کمتر از نمونه متجانس می باشد. با داشتن اطلاعات در مورد فرکانس طبیعی می توان از پدیده مخرب تشدید در آزمایش اصلی (شکست کامل نمونه) جلوگیری کرد. همچنین با استفاده از نتایج آزمایش تجهیز شده ضربه سقوطی کم‌سرعت و دانستن فرکانس‌ طبیعی، ‌می‌توان ضریب شدت تنش دینامیکی نمونه را تعیین نمود.

Experimental study of natural frequencies of notched homogeneous and inhomogeneous specimens made of API X65 steel in low-blow drop weight test

The purpose of this paper is to experimentally investigate the natural frequencies of notched homogeneous and inhomogeneous specimen made from API X65 steel. The specimens cut from spiral welded pipe, tested on an equipped low blow drop weight tester with accelerometer. The tests were performed according to the API 5L standard. The homogeneous specimen was seamless and included only the base metal, while the inhomogeneous specimen included the weld seam and three zones of base metal, heat affected zone and weld. In the present study the specimens were subjected to hammer low blow in the middle without plastic deformation. The laboratory data (voltagetime) were transferred from time to frequency domain using Fourier transformation and the imposed oscillations were removed from the frequency signal by the Butterworth low pass filter. As the hammer drop height increased, the natural frequency in the specimens was almost constant. The natural frequency in the inhomogeneous specimen was less than the homogeneous specimen. Having information about the natural frequency, it is possible to prevent the destructive phenomenon of resonance in the main test (complete fracture of the specimen). Also, using the results of equipped low blow drop weight test and knowing the natural frequency, the dynamic stress intensity factor of the test specimen can be determined.