تحلیل عددی و تجربی رفتار رچتینگ پوسته های استوانه ای فولادی با و بدون گشودگی تحت بارگذاری مرکب و محوری تناوبی

در این تحقیق، به مطالعه ی تجربی و عددی رفتار کمانش و رچتینگ پوسته های استوانه ای فولادی تحت بارگذاری مرکب و محوری پرداخته شده است. در تحلیل رچتینگ، پوسته های استوانه ای به دو صورت عمودی و مایل تحت زاویه °20 قرار گرفته و بار تناوبی با نیروی میانگین غیرصفر در شرایط نیرو-کنترل به انتهای آنها اعمال می شود و در نتیجه انباشتگی کرنش پلاستیک یا پدیده ی رچتینگ مشاهده شد. آزمایش های تجربی توسط دستگاه سرو هیدرولیک اینسترون 8802 انجام شد. تحلیل عددی توسط نرم افزار آباکوس و با استفاده از مدل پیشرفته سخت شوندگی غیرخطی ایزوتروپیک/سینماتیک انجام شده و با نتایج تجربی مقایسه شده است. در این تحقیق اثر طول پوسته استوانه ای مایل، زاویه پوسته استوانه ای و تاریخچه ی بارگذاری بر رفتار رچتینگ مورد تحلیل قرار گرفته است. با توجه به نتایج، گشتاور خمشی تأثیر قابل ملاحظه ای در انرژی اتلافی و افزایش تغییرشکل های پلاستیک دارد. مشاهده شد که در پوسته استوانه ای مایل در مقایسه با پوسته استوانه ای عمودی به دلیل وجود گشتاور خمشی در مقاطع مختلف پوسته استوانه ای مایل، تغییرشکل پلاستیک و انباشتگی آن بیشتر است. در بارگذاری تک مرحله ای، رابطه ی خطی بین انرژی پلاستیک و نرخ تغییر شکل پلاستیک مشاهده شد. در بررسی تاریخچه ی بارگذاری پوسته استوانه ای تحت بارگذاری مرکب، پیش بار های اعمالی در بارگذاری چند مرحله ای باعث مهار رفتار رچتینگ و توقف انباشتگی تغییرشکل پلاستیک در بارگذاری های سیکلی با دامنه ی نیروی کمتر می شوند. همچنین تأثیر گشودگی دایروی بر پوسته های استوانه ای تحت این نوع بارگذاری ها مورد تحلیل قرار گرفته و مشاهده شد که ایجاد گشودگی باعث افزایش تغییرشکل پلاستیک و نرخ آن می شود. بررسی کمانش پوسته ها به صورت عددی انجام شد و مشاهده شد که برای پوسته های استوانه ای مایل با گشودگی بیضوی، با افزایش عرض گشودگی بیضوی، بار کمانش کاهش می یابد. همچنین با افزایش طول پوسته استوانه ای مایل، بار کمانش کاهش می یابد.