آنالیز ارتعاشی لوله های جدار ضخیم ترک دار حامل سیال

در مقاله حاضر تأثیر ترک بر رفتار ارتعاشی و سرعت بحرانی سیال در لوله های جدار ضخیم ترک دار مورد بررسی قرار گرفته است. ترک در لوله به صورت کاهش سفتی موضعی مدل شده است که دو قسمت سالم را در محل ترک به یکدیگر متصل می سازد. روش انرژی پاریس در محاسبه انعطاف پذیری باریکه ترک دار برای محاسبه انعطاف پذیری موضعی در لوله ترک دار تعمیم داده شده است. ضمن صحه سنجی مدل ارائه شده با نتایج تجربی موجود در ادبیات فن، از مدل مزبور در تحلیل ارتعاشی لوله جدار ضخیم ترک دار حامل سیال استفاده شده است. برای حل معادله حاکم بر سیستم، روش تحلیلی جدیدی ارائه و با اعمال شرایط مرزی و بین مرزی، معادله فرکانسی استخراج شده است. نتایج نشان می دهد که جریان سیال باعث افت فرکانس های طبیعی لوله ترک دار حامل سیال می شود و در سرعت بحرانی سیال، فرکانس طبیعی اول برابر صفر شده و سیستم ناپایدار می شود. همچنین وجود ترک باعث کاهش سرعت بحرانی و فرکانس های طبیعی لوله ترک دار می شود. صحت مدل ارائه شده با استفاده از نتایج تجربی موجود در ادبیات فن به اثبات رسیده است.