تحلیل شیکدان لوله ی دارای ترک تحت فشار داخلی و بارگذاری خارجی

در این تحقیق بار حد شیکدان الاستیک لوله دارای ترک با استفاده از روش اجزای محدود محاسبه و ارائه شده است. روش ارائه شده شامل یک روش دو مرحله ای از جمله یک تحلیل عمومی و یک تحلیل محلی است. روش اول رفتار شیکدان سازه را در یک مفهوم کلی با بکار گیری تئوری کلاسیک شیکدان (قضیه ملان) بدون ترک در نظر می گیرد، در حالی که روش دوم رفتار شیکدان را درون ناحیه ی نزدیک ترک بر حسب ضریب شدت تنش تعیین می کند. این روش با استفاده از قابلیت کدنویسی نرم افزار اجزای محدود ansys v.14 و با فرض ماده الاستیک-پلاستیک کامل انجام شده است. دو مورد ترک و بارگذاری در نظر گرفته شده اند‏: 1) ترک نیم بیضوی طولی واقع بر سطح داخلی لوله تحت فشار داخلی متغیر و گشتاور خمشی ثابت و 2) ترک نیم بیضوی محیطی واقع بر سطح خارجی لوله تحت گشتاور خمشی متغیر و فشار داخلی ثابت. اثرات هندسه ی لوله و ترک از جمله نسبت شعاع داخلی لوله به ضخامت لوله، عمق نسبی ترک و نسبت منظر ترک بر بار حد شیکدان بررسی شده است. به منظور اعتبار سنجی روش حاضر، فشار شیکدان لوله جدار ضخیم با ترک سطحی و همچنین بار حد شیکدان استوانه جدار نازک تحت فشار داخلی و بارگذاری حرارتی متغیر به دست آمده و نتایج در مقایسه با نتایج موجود در منابع، انطباق قابل قبولی را نشان داده است. نتایج تحلیل حاضر برای لوله دارای ترک نشان می دهد که با افزایش طول و عمق ترک مرز ایمن بار حد شیکدان کاهش می یابد. همچنین مشاهده می شود که با افزایش ضخامت لوله، مرز بار حد شیکدان لوله دارای ترک نسبت به لوله سالم کاهش بیشتری پیدا می کند.