مطالعه آزمایشی و عددی اثر تقویت برای کاهش اثر بارهای محلی بر روی کلگی بیضی گون2:1 تحت فشار داخل

در مواقعی ضخامت ورقی که برای تحمل فشار سیال از روابط طراحی به دست می آید، به اندازه ای نیست که در برابر تنش های محلی که عموماً در ناحیه کمی از پوسته توزیع میشوند، مقاومت کند. در چنین مواردی به ناچار طراح از راه حل هایی مانند افزایش ضخامت پوسته، استفاده از صفحه تقویتی و تغییر شکل و اندازه آویزه (اتصال شونده) جهت جبران ناتوانی پوسته استفاده می نماید، که این کار علاوه بر افزایش هزینه ها، به علت اثرات محدود این روشها، طراح را با مشکل مواجه می کند. در این تحقیق با استفاده از روش تقویت محلی مانند نصب رینگ تقویت، که در تحقیقات گذشته نتیجه مطلوب آن در کاهش اثرات انواع بارهای محلی منفرد نشان داده شده، سعی شده است تا با تعیین هندسه مناسب و کارآمد رینگ های تقویت برای نسبتهای مختلف t/d از کلگی، تنشهای محلی ناشی از ترکیب بارگذاریهای هم نوع کاهش یابد. در مدل اجزاءمحدود ابتدا موقعیت های بحرانی نصب صفحه تقویت روی کلگی پیدا و مقادیر مجاز بارگذاری برای کلگی تقویت شده در دو موقعیت با شکل ها و اندازه های مختلف رینگ تقویت، برای نسبت های مختلف t/d کلگی محاسبه می شود. با مقایسه نتایج و رفتار مشابه رینگ های تقویت در دو نسبت t/d کلگی به قاعده ی مهم و کاربردی امکان تعمیم نتایج به دست آمده به سایر نسبت های کلگی دست یافته میشود. نتایج تحلیل های تئوری اعمال نیروهای مماسی و گشتاورهای خمشی روی سطح پوسته کلگی، به صورت نمودارهای کاربردی با قابلیت امکان پیش بینی میزان کاهش تنش های محلی و افزایش ظرفیت بارپذیری کلگی در صورت استفاده از هر رینگ تقویت ارائه می شوند. با معرفی شاخص های کمّی وزن، بار، استحکام، هزینه و انتخاب، این شاخص ها برای کلیه ی رینگ های تقویت محاسبه می شوند. بر این اساس بهترین رینگ تقویت از لحاظ اقتصادی مشخص و به منظور بررسی نتایج، با شبیه سازی شرایط مدل تئوری، آزمایشات عملی اعمال گشتاورهای خمشی خالص به کلگی بیضی گون2:1 طرح ریزی و اجرا می شود. اثر رینگ های تقویت برای بارگذاریهای مختلف به ابعاد و هندسه رینگ بستگی دارد. نتایج تحلیل های تئوری نشان میدهد، که کمترین اثر مربوط به نیروهای طولی تا حدود 15 درصد و بیشترین اثر مربوط به گشتاور خمشی طولی تا حدود 35 درصد است. گزارشات آزمایش عملی نیز تقریباً با 10 درصد اختلاف نتایج تئوری را تصدیق میکنند.