ارزیابی تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری و بررسی تاثیر آن بر عمر خستگی اتصالات سکوی ثابت دریایی به روش اجزاء محدود
General Material Designation
[پایاننامه]
First Statement of Responsibility
/خدیجه رستمی
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
دانشگاه صنعتی سهند
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۸۵
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۱۵۳ص۰
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی - الکترونیکی
INTERNAL BIBLIOGRAPHIES/INDEXES NOTE
Text of Note
کتابنامه در آخر پایان نامه
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
مهندسی عمران
Body granting the degree
دانشگاه صنعتی سهند
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
امروزه با توجه به گسترش نیازهای بشر به منابع انرژی مختلف، بهرهبرداری از منابع هیدروکربنی موجود در فلات قاره دریاها، بیشتر مورد توجه قرار گرفته است۰ برای این منظور انواع مختلف سکوهای دریایی طراحی و مورد استفاده قرار میگیرند۰ یکی از انواع متداول این سکوها، سکوهای ثابت شابلونی (Jacket Platforms) میباشند که از المانهای لولهای ساخته میشوند۰ طراحی این سازهها در چند دهه اخیر مورد مطالعه قرار گرفته و آئین نامههای طراحی مختلف از قبیل API و DNV و غیره برای این منظور تدوین شدهاند۰ در چند سال اخیر، آنالیز و طراحی خستگی اتصالات لولهای این سازهها مورد توجه فراوان محققان قرار گرفته است ، چراکه طراحی مطمئن یک سکوی فولادی ، در نهایت به استحکام کافی اتصالات بین المانهای لولهای آن بستگی دارد۰ در حال حاضر مهمترین عامل بوجود آمدن گسیختگی در سازههای دریایی، بوجوامدن خستگی همراه با خوردگی در اتصالات مذکور است۰ عامل بوجود آمدن خستگی، توسعه تدریجی نواقص موجود در فلز بر اثر بارهای نوسانی وارد بر آن ناشی از امواج دریا میباشد۰ فرآیند جوشکاری منجر به توزیع غیر یکنواختی از درجه حرارت میشود، که با کرنشهای حرارتی و تغییر شکلهای پلاستیک محلی همراه است۰ تنشهای پسماند حاصل شده، سبب مسائل مهمی چون شکست و کاهش مقاومت کمانشی سازه میشود۰ علاوه بر این تنشهای پسماند کششی، منشاء آغاز و رشد ترکهای خستگی هستند۰ جمله تنشهای پسماند در منطقه جوش به محدوده تنشهای اعمال شده سازه افزوده میگردد که منجر به افزایش محدوده تنش فعال و نهایتا باز شدن ترکها میگردد۰ بنابراین نرخ رشد ترک به طور قابل ملاحظهای در جوشها افزایش مییابد۰ از این رو بررسی تاثیر تنشهای پسماند جوشکاری بر عمر خستگی سازههای دریایی لازم به نظر میرسد۰ در این تحقیق ابتدا به ارزیابی مقدار و توزیع تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری پرداخته شده است برای ارزیابی تنشهای پسماند، از روش عددی اجزاء محدود جهت تحلیل حرارتی - مکانیکی گذاری سه بعدی برای مدلسازی جوشکاری قوسی انجام یافته در اتصال استفاده شده و توزیع دمای گذرا و تنشها و کرنشهای پسماند ناشی از جوشکاری محاسبه شده است۰ با توجه به اینکه حرارت تولید شده در اثر کرنش الاستو - پلاستیک در جوشکاری نسبت به حرارت ایجاد شده توسط قوس الکتریکی ناچیز میباشد، لذا تحلیل حرارتی - مکانیکی به دو بخش تقسیم میشود : در بخش اول یک تحلیل انتقال حرارتگذرای سه بعدی انجام شده و تاریخچه حرارتی جوش محاسبه میگردد۰ در بخش دوم با استفاده از نتایج دمایی به دست آمده از بخش نخست، یک تحلیل ترمو - الاستو - پلاستیک گذرای سه بعدی برای محاسبه تغییر شکلها، کرنشها و تنشهای گذرا و پسماند جوش انجام میگردد۰ در مرحله بعد با استفاده از روش مکانیک شکست، به تحلیل خستگی یک اتصال نمونه از سکوی مورد نظر (SPDI) واقع در خلیج فارس با و بدون در نظر گرفتن تنشهای پسماند بعنوان تنشهای اولیه، تحت بارهای فرضی محوری در اعضای فرعی پرداخت شده است۰ در این مرحله در اتصال مورد نظر، ترکهای نیمه بیضوی در محل بحرانی تنش، مدل شده و اتصال تحت تاثیر بارهای خارجی فرضی و در دو حالت با تنشهای پسماند اولیه و بدون آن مورد آنالیز قرار گرفته و در نهایت نتایج این دو حالت با هم مقایسه گردیده است۰ نتایج حاصل حاکی از آن است که چشم پوشی از تاثیر تنشهای پسماند جوشکاری در محاسبه عمر خستگی غیر محافظهکارانه میباشد۰