تحليل تجربي رفتار رچتينگ پوسته هاي استوانه اي فولادي ضدزنگ SS304L تحت بارگذاري مركب و محوري تناوبي

An experimental study on ratcheting behavior of stainless steel 304L cylindrical shells under cyclic axial and combined loadings

در اين مقاله، به طور تجربي رفتار رچتينگ پوسته هاي استوانه اي فولادي ضدزنگ SS304L تحت بارگذاري متناوب مركب و محوري مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمايش ها توسط يك دستگاه پيشرفته سرو هيدروليك اينسترون 8802 انجام شد و پوسته ها به دو صورت عمودي و مايل تحت زاويه 20 درجه قرار گرفته و بار تناوبي به آنها اعمال گرديد. در اين تحقيق اثر طول پوسته استوانه اي و همچنين زاويه آن بر رفتار رچتينگ مورد تحليل قرار گرفته است. با توجه به نتايج آزمايشگاهي، گشتاور خمشي تاثير قابل ملاحظه اي در انرژي اتلافي و افزايش تغييرشكل هاي پلاستيك دارد. مشاهده شد كه در پوسته استوانه اي مايل در مقايسه با پوسته استوانه اي عمودي به دليل وجود گشتاور خمشي در مقاطع مختلف پوسته استوانه اي مايل، تغيير شكل پلاستيك و انباشتگي آن بيشتر است. همچنين در بررسي تاريخچه بارگذاري پوسته استوانه اي تحت بارگذاري مركب، مشاهده شد كه با نيروي ميانگين ثابت و افزايش نيروي دامنه، جابجايي رچتينگ افزايش مي يابد و پيش بارهاي اعمالي در بارگذاري چند مرحله اي باعث مهار رفتار رچتينگ و توقف انباشتگي تغييرشكل پلاستيك در بارگذاري هاي سيكلي با دامنه نيروي كمتر مي شوند.

In this paper, ratcheting behavior of stainless steel 304L cylindrical shells under cyclic combined and axial loadings are studied, experimentally. Tests were performed by a servo-hydraulic INSTRON 8802 machine and the shells were fixed normal and oblique under 20 degree and subjected to cyclic loads. In this paper, the effect of length of cylindrical shell and the effect of angle of cylindrical shell on ratcheting behavior were investigated. Based on the experimental results, it was found that bending moment plays a crucial role in waste of energy and increase in plastic deformations. Seen that, due to the existence of bending moment in different cross section of oblique cylindrical shell, there are more plastic deformation and accumulation in comparisontonormal cylindrical shell. Also, analyzing the loading history of cylindrical shell under combined loading, it has been seen that by keeping the mean force at constant value while increasing the force amplitude, the ratcheting displacement became higher and by the prior load with higher force amplitude retards the ratcheting behavior and plastic deformation with smaller force amplitude.