بخشی از مقاله
چکیده:
مخازن تحت فشار به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد .دلیل اصلی شکست این مخازن بروز ترک خوردگی در جداره آنها می باشد .به منظور جلوگیری از شکست، مطالعه ویژگی های ترک در مرحله طراحی و سپس بهره برداری امری لازم و ضروری است .با توجه به اهمیت موضوع در این تحقیق رفتار ترک در مخازن تحت فشار در برابر بارهای دینامیکی تحت بارانفجار مورد مطالعه قرار گرفته است.به همین منظور ترک های طولی، عرضی در مخزن تحت فشار مدل شده است .
حل معادله حرکت ترک با استفاده از تحلیل گذرا و به کارگیری روش اجزا محدود توسط نرم افزار Abaqus انجام گرفته است .این مطالعه شامل تحلیل شکست دینامیکی ترک های طولی و عرضی می باشد که از آن طریق می توان به فاکتورهای شدت تنش دست یافت .نتایج حاصل از این تحلیل ها در عین حالی که دید مناسبی از چگونگی پیدایش و عملکرد این ریز ترک ها در سازه را فراهم آورده است، قابلیت بهبود اصول طراحی بهینه برای چنین سازه هایی را ایجاد نموده است.
مقدمه
امروزه با توجه به اهمیت موضوع انفجار در نزدیکی سازه های حیاتی اعم از سازه های موجود در سد، نیروگاه و پالایشگاه ارزیابی عملکرد سازه ها درمقابل بارهای ناشی ازانفجار به خصوص دربرخی ساختمانهای حساس درحوزه پدافند غیر عامل مورد توجه ویژه ای قرارگرفته است. هنگامی که یک انفجار رخ می دهد انتشار امواج در فضا می تواند سبب ایجاد بارهای بسیار بزرگتر از بارهایی که سازه برای آن طراحی شده، می گردد. در واقع، هیچ کارخانه ای وجود ندارد که مخزن تحت فشار نداشته باشد.
دیگ های بخار، مخازن، دیگ های زودپز - اتوکلاوها - ، جمع کننده ها - کلکتورها - ولوله های تبادل گرما مثال هایی از این نوع هستند. مخازن تحت فشار به طور خاصی اجزای اصلی در بخش های مهم صنایع بزرگ را نشان می دهند؛ بخش هایی مانند مخزن رآکتور هسته ای، پالایشگاههای نفت، و مخزن هوا و مخازن پنوماتیکی وهیدرولیکی تحت فشار، مخازن کیسه هوای خودرو ، مخازن ذخیره برای گازهای مایعی مانند آمونیاک، پروپان کلر، بوتان و غیره...کاربرد گسترده مخازن فشار انگیزه ای برای تحقیقات مختلف از جنبه های گوناگون به منظور رشد صنعت در سرتاسر دنیا بوده است.
پیشینه پژوهش
ترک های سطحی مخازن تحت فشار در سال توسط نیشیوکا و آلتوری مورد مطالعه قرار گرفتند.آن ها ترک سطحی در مخازن تحت فشار را با استفاده از روش های متغیر سه بعدی تحلیل کردند. آن ها بزرگ نمایی نیروی فشار داخلی و تابع تاثیر چند جمله ای برای بار چند جمله ای سطحی وارد بر ترک را تعیین کردند
هارون، کاربرد روش تعادل اندازه حرکت را برای ارزیابی فشار هیدرودینامیکی در مخزن مستطیل شکل با تحریک لرزه ای، بررسی کرد
در سال 2000 گروهی از محققان در کانادا فشار شکست یک نمونه از این مخازن دارای ترک را به روشهای تحلیلی ، عددی وآزمایشگاهی محاسبه نمودند.
همچنین درسال 2002 میلادی مرکز تحلیل اطلاعات تستهای غیرمخرب آمریکا دریک برنامه منظم تحقیقاتی تعدادی از سیلندرهای فولادی وآلومینیومی فشار بالا را با عیوب ترک وحفره تحت آزمایش قرار داد و فشار شکست را برای آنها بدست آورد.
در سال 1383 نیز پیراکند درتحقیق خود فشاربحرانی خطوط لوله گاز دارای ترک را به روش تجربی و عددی محاسبه نمود.
در سال 2006 نیز در ترکیه آزمایشاتی جهت تعیین فشار شکست ومحل تخریب تعدادی از سیلندرهای ذخیره سوخت وسایل نقلیه انجام شد.
