بررسی رفتار دینامیکی اعضای لوله ای در پدیده برخورد
Abstract
سازه های دریائی و بخصوص سازه های فراساحل طی عملیات نصب و مدت بهره برداری در معرض برخورد با کشتی های تدارکاتی، زیردریائی ها، موجودات دریائی، صفحات یخی متحرک و ... قرار دارند. در برخورد با سرعت پایین عمده انرژی جنبشی به صورت ارتعاش الاستیک سازه مورد تصادم جذب می شود، در این گونه موارد اثر نیروی دینامیکی قابل توجه است. با افزایش سرعت برخورد رفتار عضو مورد اصابت غیرخطی خواهد بود و فرورفتگی در آن عضو ایجاد می شود و از میزان باربری عضو مورد تصادم کاسته می شود. مقاطع دایره ای به دلیل شرایط بارگذاری دریا و کاهش نیروی درگ حاصل از موج و باد یکی از متداولترین مقاطع مورد استفاده در سازه های دریایی می باشد. این اعضا در سازه های مختلف دریایی مانند جکتهای فولادی، شمعهای اسکله های فولادی، شمعهای حوض خشک، لوله کشی های زیر دریا و بسیاری از سازه های دیگر مورد استفاده قرار می گیرند. در سالهای گذشته محققان تغییرشکل نهائی لوله های فلزی را تحت اثر برخورد، بررسی کرده اند اما اطلاعات کمی درباره پاسخ دینامیکی عضوهای لوله ای تحت اثر ضربه در طول این رویداد وجود دارد. با توجه به کاربرد گسترده اعضای لوله ای در سازه های دریائی در این رساله لوله ای به طول 1000 میلیمتر و قطر بیرونی 100 میلیمتر و ضخامت دیواره 2 میلیمتر با استفاده از المان shell163 در نرم افزار ansys مدل شده است. لوله از لحاظ شرایط مرزی به گونه ای مدل شده است که تنها در یک طرف توانایی انتقال در جهت طولی را دارد که این کار به جهت وارد کردن پیش بارگذاری محوری صورت گرفته است. ایندنتور نیز به طول 160 میلیمتر و ارتفاع 100 میلیمتر با استفاده از المان shell163 در نرم افزار ansys مدل شده و چگالی آن به گونه ای تنظیم شده که وزن 25.45 کیلوگرم را تأمین کند. نتایج مدل کامپیوتری با نتایج آزمایشگاهی که در بخش مهندسی عمران دانشگاه surrey انگلستان انجام شده مقایسه شده است. در این پایان نامه رفتار مصالح غیرخطی و تغییرشکلها در محدوده تغییرشکلهای بزرگ قرار دارد. تطبیقهای قابل قبول مشاهده شده بین نتایج آزمایشگاهی و عددی مبنایی برای کاربرد بیشتر مدل عددی جهت مطالعه رفتار لوله ها با سایر پارامترهای ژئومتری و ویژگیهای مواد بدست می دهد. همچنین نتایج بدست آمده نشانگر تأثیر بالای پیش بارگذاری محوری بر روی لوله های تحت بارگذاری می باشد.
