تحلیل تنش و ارزیابی خستگی اتصالات تیرچه طولی به صفحه عرشه به روش مکانیک شکست در عرشههای ارتوتروپیک فولادی
نویسندگان
1 گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه
2 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی کرمانشاه
3 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی کرمانشاه
doi
چکیده
خستگی پدیدهای شناخته شده در عرشههای ارتوتروپیک فولادی است. یکی از تهدید آمیزترین موقعیتها برای ترک خستگی در عرشههای ارتوتروپیک فولادی، جوشهای طولی بین اتصال تیرچه طولی بسته و صفحه عرشه است. در این مطالعه، نقاط مستعد ترک خستگی در اتصالات تیرچه طولی به صفحه عرشه با تحلیلهای اجزای محدود بررسی شده است. برای مطالعه تنش در اتصالات، یک عرشه ارتوتروپیک فولادی با نرمافزار اجزای محدود ABAQUS به صورت سهبعدی مدلسازی و مطابق آییننامه پل آشتو شبیهسازی خستگی شده است. تنش در نقاط مستعد ترک خستگی در مقاطع مختلف بررسی و مستعدترین محل ترک شناسایی شده است. سپس با مدلسازی سطح مقطع مستعدترین محل ترک توسط یک ریز مدل دوبعدی، ارزیابیهای خستگی به روش مکانیک شکست تحلیل شده است. تحلیل مکانیک شکست با در نظر گرفتن اندازههای مختلف ترک در محل مستعد خستگی انجام شده و رشد ترک با استفاده از انتگرالگیری عددی شبیهسازی شده است. نتایج نشان میدهند، در اتصال تیرچه طولی به صفحه عرشه، ترکی که از پنجه جوش شروع شده و به داخل ضخامت صفحه عرشه نفوذ میکند، در نزدیکترین مقطع به تیر عرضی مستعدترین محل ترک خستگی است. همچنین تا هنگامی که عمق نفوذ ترک در داخل ضخامت صفحه عرشه کوچک (در مطالعه حاضرکمتر از یک میلیمتر) است، رشد ترک در مقابله با تعداد دوره بارگذاری آهسته است. سپس، ترک سریعاً با تعداد دوره بارگذاری بسیار کمتری تا عمق نهایی خود رشد میکند. بنابر این ضمن کنترل ترک برای عدم بحرانی شدن آن، برای کاهش میزان آسیب خستگی اتصال تیرچه طولی به صفحه عرشه، میتوان با افزایش ضخامت عرشه و بالا بردن سختی آن، به این مهم دست یافت.
