ارزیابی مدل های مختلف سختی در بررسی رفتارتغییرشکل‌های پیش‌رونده اتصالات سه‌راهی با نسبت قطر به ضخامت مختلف

در این تحقیق، رفتار کرنش‌های پیش‌رونده دراتصالات سه‌راهی تحت اثر ممان‌های دینامیکی مورد ارزیابی قرارگرفته است. مدل های سختی سینماتیکی غیرخطی چابوشی و ترکیبی آرمسترانگ-فردریک همراه با قانون سخت شوندگی ایزوتروپیکی جهت بررسی رفتار پلاستیک لوله های سه‌راهی به کاررفته است. با استفاده از روش عددی و مدل سازی سه راهی های مورد نظر، نتایج روش عددی با نتایج تجربی و نتایج عددی آرمسترانگ-فردریک مقایسه شده اند. پارامترهای ثابت مدل سخت شوندگی و داده های تنش کرنش با استفاده از سیکل های پایدار شده نمونه های تحت آزمون کرنش متقارن به روش تجربی بدست آمده اند. هر دو نتایج عددی و تجربی نشان می دهدکه مقدار حداکثر کرنش تغییرشکل‌های پیش‌رونده در محل اتصال لوله‌های سه‌راهی در جهت محیطی رخ می‌دهد. با بالا رفتن ممان‌های اعمال‌شده، میزان انتقال کرنش های پیش‌رونده نیز بیشتر می‌شود. نتایج نشان می دهد که نرخ کرنش های پیش رونده در ابتدا کم و با افزایش سیکل ها افزایش می‌ یابد. در نمونه bms1 نتایج عددی با استفاده از مدل سختی سینماتیکی چابوشی در مقایسه با دو مدل سختی آرمسترانگ-فردریک و مدل ترکیبی به نتایج تجربی نزدیک می باشد. در نمونه های bms2 و bms3 نتایج حاصل از هر دو مدل سختی شابوشی و ترکیبی در مقایسه با مدل سختی آرمسترانگ فردریک پیش بینی مناسب و تا حدودی مشابه هم نسبت به نتایج تجربی از خود نشان می دهند. در واقع نرخ انباشتگی کرنش های پیش‌بینی شده توسط مدل آرمسترانگفردریک در همه نمونه ها در مقایسه با نتایج تجربی فراتخمین می باشد.

Evaluation of several hardening models in the ratcheting behavior of piping branch with Different diameter/thickness ratios

In this study, the strain ratcheting behavior of piping branch under the influence dynamic bending moments are evaluated. The Chaboche nonlinear kinematic hardening model and combined ArmstrongFredrick model with isotropic rule are used to predict the plastic behavior of the piping branches. The results of FE method by using the hardening models have been compared with the results of the experimental method and ArmstrongFredrick kinematic hardening results. The constant parameters of the hardening model and stressstrain data have been obtained from several stabilized cycles of specimens that are subjected to simulated seismic bending cycles. Both the FE and experimental results showed that the maximum strain ratcheting occurred on the flanks in the piping branch hoop stress direction just above the junction. The ratcheting strain rate increases with increase of the dynamic moment levels. The FE results show that initial rate of ratcheting is large and then it decreases with the increasing of loading cycles. In BMS1 sample, the FE hoop strain ratcheting data by using chaboche nonlinear kinematic hardening model comparing with the other hardening models to be near that found experimentally values. In BMS2 and BMS3 components, the FE hoop strain ratcheting data by using chaboche nonlinear kinematic hardening model and combined hardening model comparing with the AF hardening model to be near that found experimentally values. The hoop strain ratcheting rate by ArmstrongFredrick model gives overestimated values comparing with the experimental data.