بررسی اثر ضربه کم سرعت بر انرژی شکست نمونه آزمایش ضربه سقوطی با شیار ماشین‌کاری شده در فولاد API X65

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند

2 استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند

doi
10.22044/jsfm.2021.2170
چکیده

یکی از اهداف مهم در آزمایش ضربه سقوطی بدست آوردن مقدار انرژی شکست به منظور ارزیابی بهتر خواص دینامیکی ماده آزمایش شده می‌باشد. هدف از تحقیق حاضر بررسی اثر ضربه کم سرعت بر انرژی شکست نمونه آزمایش ضربه سقوطی از جنس API X65 است. از آنجایی که ممکن است در مواردی در اثر ضربه ناگهانی و ایجاد تغییر شکل دائم انرژی شکست فولاد تحت تأثیر قرار گیرد، بررسی این موضوع اهمیت دارد. نمونه بررسی شده در این آزمایش فولاد API X65 از نوع شیاردار لبه‌ای با شیار شورن به عمق 1/5 میلی‌متر می-باشد که از بدنه لوله فولادی با درز جوش مارپیچ با قطر خارجی 1219 میلی‌متر و ضخامت دیواره 3/14 میلی‌متر جدا شدند. این فولاد در صنعت نفت و گاز در دنیا کاربرد وسیعی دارد. آزمایش انجام شده بر روی 21 نمونه صورت پذیرفت. در مرحله اول ارتفاع سقوط چکش طوری در نظر گرفته شد که نمونه‌ها دچار شکست نشده و فقط ناحیه مجاور نوک ترک وارد منطقه پلاستیک شود. در ادامه با اعمال ضربه دوم از ارتفاع استاندارد 2 متری نمونه‌ها تحت شکست قرار گرفتند. با تحلیل داده‌های آزمایشگاهی انرژی شکست برای هر نمونه محاسبه و با یکدیگر مقایسه شد. با ترسیم نمودار انرژی شکست بر حسب انرژی ضربه اولیه مشاهده شد با افزایش انرژی ضربه اولیه در نمونه، انرژی شکست آن کاهش می یابد. در انتها یک رابطه خطی با دقت قابل قبول برای این کاهش انرژی پیشنهاد شد که رابطه مستقیم بین انرژی شکست را با انرژی ضربه اولیه نشان می‌دهد.