بخشی از مقاله
چکیده
از آنجا که هنگام بروز طوفان امکان ایجاد پدیده کمانش در مخازن ذخیره وجود دارد که می تواند به ایجاد خسارات
منجر شود، در این مقاله پدیده کمانش را در مخازن ذخیره فاقد سقف در مرحله ساخت بررسی نمودیم. برای تقویت این مخازن، از چندین کابل جهت جلوگیری از کمانش استفاده شد. پدیده کمانش در مخازن با استفاده از مشخصات مخازن واقعی و با ایجاد مدل اجزای محدود در نرم افزار Ansys شبیه سازی گشته و تغییر فرمهای ایجاد شده در مخازن پس از کمانش نشان داده شد.
از مقایسه بار بحرانی کمانش در مخازن سر باز با و بدون کابل نتیجه گرفته شد که استفاده از کابل، بار بحرانی کمانش را افزایش داده و احتمال ایجاد کمانش در مخازن را نسبت به حالت بدون کابل به میزان قابل ملاحظهای کاهش می دهد. استفاده از کابل برای تقویت سازی مخازن سر باز در حین ساخت به عنوان روشی کاربردی برای جلوگیری از ایجاد پدیده کمانش پیشنهاد گردید.
-1 مقدمه
-1-1 مروری بر پیشینه مطالعات انجام شده در زمینه کمانش سازه های جدار نازک :
در دهه 1940 پدیده کمانش شناخته شد و پایداری کشسان ورقها فرمولبندی شد. در دهه 1950 مسئله پیچیده تر از آن بود که بتوان بصورت تحلیلی آن را حل کرد و روش های آزمایشگاهی آغاز شد. در دهه 1960 روش های تقریبی برای حل تحلیلی در کارهای مربوط به آلومینیوم به کار گرفته شد و روش های جدید طراحی فرمولبندی شد و قابلیت پیش بینی کمانش کلی ایجاد شد.
در دهه 1970 محدوده کمانش کشسان برای مدهای شکست پیش بینی دقیقی ارائه نمی داد و برای بررسی ارتباط کمانش موضعی و کلی روش المان محدود به کار گرفته شد. در دهه 1980 روشهای دستی برای پیش بینی کمانش کشسان به کار گرفته و اثر عیوب موضعی و تنشهای پسماند بررسی شد، روش Finite Strip مورد استفاده واقع شد و مسائل کمانش مخرب مطرح گردید. از دهه 1990 تا کنون، طراحی با در نظر گرفتن کمانش مخرب مطرح گردید و در استاندارد های طراحی وارد شد
-2-1 مطالعات انجام شده در زمینه کمانش مخازن ذخیره :
مسئله کمانش مخازن ذخیره با جدار نازک بصورت خاص از اواخر دهه 60 مورد توجه قرار گرفت.[2] کمانش مخازن استوانه ای با و بدون سقف در St. Croix در سال 1990 - طوفان هوگو - و درSt. Thomas در سال 1995 - طوفان ماریلین - و در Puerto Rico در سال 1998 - طوفان جرج - مشاهده شد.
مخازنی که دچار کمانش شده بودند همگی مخازنی با قطر زیاد و ارتفاع کم بودند. بطوریکه نسبت شعاع به ارتفاع حدود 5 می باشد و نسبت شعاع به ضخامت بیش از 1900 می باشد.گودوی و فلورز سعی کردند با مدل کردن این مخازن به جوابی شبیه آنچه که واقعاً رخ داده بود دست یابند.
همچنین رزینگر و گرینر در سال 1998 سعی کردند این مخازن را در تونل باد مدل کنند.[5] پس از آن لوئیس گودوی و جولیو مندز کمانش مخازن دارای سقف مخروطی را مورد بررسی قرار دادند آنها با در نظر گرفتن اطلاعات مربوط به طوفان جزائر کارائیب نیروی این طوفان را به عنوان بار روی مخازن مورد بررسی قرار دادند و سازه را در نرم افزار Algor مدل کردند. آنها رفتار دو شاخه ای شدن نمودار نیرو - جابجایی را برای پوسته در اثر فشار استاتیکی باد محاسبه کردند. سپس به مقایسه بارهای بحرانی و مودهای کمانش در حالت واقعی با حالت محاسبه شده پرداختند.
تحقیق دیگری که در زمینه کمانش پوسته های استوانه ای انجام شده است توسط گروهی از محققین دانشگاه کازابلانکا صورت گرفته است این گروه اثر عیوب موضعی - Imperfection - را در بار بحرانی پوسته های استوانه ای بلند مورد بررسی قرار دادند
در تحقیق دیگری در زمینه کمانش احتمالی مخازن توسط کریستانتوپولوس در سال 1998 انجام شده است اثر پارامتر های تصادفی ناشی از محدودیتهای ساخت در کمانش پوسته ها بررسی شده است .[8] در سال 1998 فیلیپ واکر پدیده کمانش را در اثر نیروی متمرکز عمود بر پوسته بررسی نمود
درسال 2005 پورتلا و گودوی به بررسی کمانش در مخازن با سقف گنبدی و مخروطی در اثر باد پرداختند10]و.[11 سوسا در سال 2005 و جاکا در سال 2008 در پایان نامه های دکتری خود به صورت گسترده تری به بررسی کمانش در مخازن ذخیره پرداختند
در این مقاله قصد داریم به بررسی کمانش ناشی از نیروی باد در مخازن ذخیره استوانه ای در حین ساخت که فاقد سقف می باشند بپردازیم. ازآنجا که در طول پروسه ساخت که مدت زمان نسبتاً طولانی به طول می انجامد، ممکن است مخزن تحت تاثیر وزش باد شدید یا طوفان دچار کمانش گردد لذا برای تقویت نمودن آن از چند سیم بکسل استفاده می شود. در این تحقیق کمانش مخازن تقویت شده با کابل را نیز بررسی می نماییم. در شکل 1 نمونه ای از کمانش مخازن ذخیره استوانه ای بدون سقف در حین ساخت در اثر طوفان نشان داده شده است.
شکل : - 1 - نمونه ای از کمانش مخازن ذخیره استوانه ای سر باز در حین ساخت در معرض طوفان
-2مدل سازی
-1-2فشار باد در اطراف مخزن
محققان بسیاری در مورد چگونگی توزیع فشار باد در اطراف مخازن مطالعه و نمودارهایی را در این زمینه ارائه نموده اند.[13-10] شکل 2 نمودار ارائه شده توسط جاکا [13] را نشان می دهد. در این شکل محور عمودی ضریب فشار خارجی اطراف مخزن و محور افقی زوایای اطراف مخزن را نشان می دهند.
