تاثير ناكاملي هندسي عضو مهاري روي ضرايب تمركز تنش در اتصالات لوله اي T شكل سكوهاي شابلوني تحت بارگذاري محوري

The Effect of Geometrical Imperfection of the Brace Member on Stress Concentration Factors in Tubular T-Joints of Jacket-Type Platforms under Axial Loading

اعضاي اصلي و مهاري تشكيل دهنده يك اتصال لوله اي، در اثر اعمال نيروهاي مختلف در حين ساخت، انتقال و نصب و همچنين در طول عمر مفيد سازه همواره داراي درجه اي از ناكاملي هندسي مي باشند. با اين حال، در فرايند تحليل و طراحي اتصالات لوله اي، معمولاً ناكاملي هندسي در نظر گرفته نمي شود. با لحاظ نمودن ناكاملي هندسي عضو مهاري در تحليل اتصالات لوله اي، مي توان عمر خستگي سازه را به طور واقع‌بينانه‌تري پيش بيني كرد. در اين مقاله، تاثير ناكاملي هندسي و پارامترهاي هندسي بي بعد اتصال بر توزيع تنش در اتصالات لوله اي T شكل سكوهاي شابلوني تحت بارگذاري محوري، از طريق مطالعه ضريب تمركز تنش (SCF)، بررسي مي شود. پس از مدل سازي عددي اتصالات مورد نظر توسط نرم افزار اجزاي محدود ANSYS، صحت سنجي مدل ها با استفاده از داده هاي آزمايشگاهي، و استخراج مقادير SCF، يك سري معادلات پارامتري براي محاسبه ضرايب تمركز تنش در نقاط بحراني ارايه مي گردد. نتايج نشان مي دهند كه ناكاملي هندسي عضو مهاري در صفحه اتصال، موجب تغيير ضرايب تمركز تنش در نقاط Crown 0? و Crown 180? شده، اما در نقطه Saddle تاثير قابل توجهي ندارد.

Brace and chord members of a tubular joint always have a degree of geometrical imperfection due to the manufacturing and installation processes and also the action of various loads during the structure’s lifetime. However, during the analysis and design of tubular joints, geometrical imperfection is not usually taken into account. Consideration of geometrical imperfection during the analysis can lead to a more realistic prediction of the fatigue life. In this paper, the effect of geometrical imperfection of brace member and geometrical parameters on the stress distribution in tubular T-joints under axial loading is studied. The stress concentration factor (SCF) is used to investigate the stress distribution. After the numerical modeling of considered tubular joints using ANSYS, verification of the FE models by experimental data, and the extraction of SCFs, a set of parametric equations is presented to calculate the SCFs at critical positions. The results show that the in-plane geometrical imperfection of the brace member can change the SCFs at the crown 0? and crown 180? positions, but does not have a considerable effect on SCF values at the saddle position.