طراحی و ساخت دستگاه آزمایش تشدید شده خستگی برای اتصالات لوله ای

یک سازه دریایی باید در برابر خرابی خستگی ناشی از بارگذاری تکراری طراحی شود. به این منظور طبعاً نیاز به داده ها و مستنداتی برای تعیین مقاومت خستگی هر قطعه خواهد بود. این داده ها ضرورتاً از نتایج آزمایش های خستگی استخراج می شوند. یک راهکار نسبتاً کم هزینه که درگذشته برای تولید حجم زیادی از داده خستگی رایج بوده است استفاده از ماشین های خمشی دوار می باشد. اکنون به صورت گسترده از ماشین های آزمایش دارای حلقه بارگذاری بسته با سیستم کنترل کامپیوتری استفاده می شود. یک روش دیگر انجام آزمایش های خستگی روش آزمایش تشدید است. در این روش تواتر بارگذاری بسیار نزدیک به تواتر ارتعاش طبیعی نمونه اختیار می شود که علاوه بر تقویت تحریک باعث خواهد شد آزمایش در زمان بسیار کوتاه تری انجام پذیرد. این راهکار قبلاً در آزمایش خستگی تعدادی از اعضا یا اتصالات سازه ای به کار گرفته شده است. مرور ادبیات فنی حاکی از آن است که علیرغم مزایا و کارایی بسیار خوب آن روش آزمایش تشدید شده خستگی برای اتصالات لوله ای فولادی به کار گرفته نشده است. در تحقیق پیش رو هدف طراحی دستگاه آزمایش تشدید شده خستگی بر رو اتصالات لوله ای برای حالت خمش در صفحه می باشد. در این نوعِ آزمایش با تحریکی کوچک و تواتری بالا و نزدیک به تواتر ارتعاش طبیعی سازه می توان سازه را در زمان کوتاهی به واماندگی خستگی رساند این کاربرد روی دیگر سازه ها همانند شفت حفاری تجربه شده اند. در این مطالعه هدف یک اتصال لوله ای فولادی از نوع t است که به طور وسیعی در سازه های فراساحلی همچون جاکت های فولادی به کار گرفته می شوند. به طور همزمان یک مدل عددی از اتصالات مورد آزمایش تهیه شده و از خروجی های تواتری آن به عنوان ورودی برای تواتر کار دستگاه استفاده می گردد .به عنوان یک کار مقدماتی قبل از انجام آزمایش خستگی با مدل سازی عددی مشخصات دینامیکی و ضرایب تمرکز تنش این اتصالات بررسی شده اند. به این منظور نمونه های عددی از اتصالات ساخته شده و با برون یابی تنش ها به سمت تکینگی مقادیر ضرایب تمرکز تنش محاسبه شده اند. نتایج ضرایب تمرکز تنش با توجه با آیین نامه ی dnv و نیز کارهای آزمایشگاهی دیگر محققین مقایسه شده اند.