بررسی توزیع ضرایب تمرکز تنش در امتداد پنجه جوش در اتصالات لوله‌ای KTپل‌های خرپائی

تاکنون پروژه­های تحقیقاتی متعددی در مورد محاسبه ضرایب تمرکز تنش (SCF) در انواع مختلف اتصالات لوله­ای صورت گرفته است. نتایج اکثریت قریب به اتفاق این تحقیقات روی تعیین مقدار SCF در نقاط Crown و Saddle متمرکز بوده و بررسی توزیع تنش در امتداد محل تقاطع اعضای اصلی و مهاری و تعیین موقعیت تنش بحرانی(HSS) در امتداد پنجه جوش کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. با این وجود، تعیین توزیع مقادیر SCF در امتداد پنجه جوش برای تخمین محل ایجاد ترک­های سطحی ناشی از خستگی، تخمین عمر خستگی اتصال و تعیین عمر باقی مانده اتصالات ترک خورده از اهمیت خاصی برخوردار است. در این مقاله، اثر پارامترهای هندسی بی­بعد شامل β، γ، ζ، τو θ روی توزیع ضرایب تمرکز تنش در امتداد پنجه جوش در اتصالات لوله­ای KT تحت اثر بار متعادل محوری مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهدکه توزیع مقادیر SCFدر امتداد پنجه جوش و همچنین موقعیت تنش بحرانی(HSS) تابعی از مقادیر این پارامترهای بی‌بعد هستند. گر چه افزایش پارامتر τو / یا γ، مقادیر SCF را به طور قابل ملاحظه‌ای متاثر می‌سازد، ولی بر شکل توزیع تنش حول پنجه جوش تاثیر قابل توجهی ندارد. با افزایش β مقدار SCF در نقاط Crown heel و Saddle کاهش می‌یابد. علت را می‌توان افزایش سختی اتصال در اثر افزایش β دانست. تغییر در پارامتر ζ در اکثر موارد تاثیر کمی بر افزایش یا کاهش مقادیرSCF در امتداد پنجه جوش داشته و شکل توزیع تنش در امتداد پنجه جوش را چندان متاثر نمی‌سازد. با افزایش پارامتر θ، مقدار ضرایب تمرکز تنش در تمام نقاط حول پنجه جوش افزایش می‌یابد.