منبع پایان نامه ارشد با موضوع طرح و ساخت

دانلود پایان نامه ارشد

سفت شدگي متفاوت پيچ ها (N.m 40، N.m 100، N.m 160 و N.m 200) و به ازاي هر سفت شدگي بر حسب مورد بين سه تا پنج بار براي هر حالت تکرار گرديد. در اين آزمايش ها بارگذاري به طور تدريجي اعمال شد و تا مرحله بروز کمانش در حداقل يکي از اعضاي فشاري ادامه يافت. شکل (1-13) نمونه اي از نحوه وقوع کمانش در مدول ها و شکل (1-14) وضعيت تغيير شکل يافته يکي از غلاف ها را تحت اثر اين آزمايش ها نشان مي دهد. در ادامه کليه مراحل آزمايش فوق عيناً براي مدول هاي ساخته شده از لوله هاي 5/1 اينچي تکرار و نتايج آن ثبت گرديد. حال مدول استقرار يافته به صورت ساده بر چهار تکيه گاه تحتاني را مطابق شکل (1-11) درنظر مي گيريم. لازم است به اين نکته اشاره شود که براساس مفاهيم نظري، مدول مورد بحث قبل از اعمال بار خارجي و پس از اعمال پيش تنيدگي به ميزان يکسان در تمامي اتصالات، در حالي که به جز مؤلفه هاي در امتداد قائم تکيه گاه هاي زير سري چهار گره تحتاني، و مؤلفه هاي افقي حداقل صرفاً به قصد جلوگيري از جابه جايي به صورت جسم آزاد فاقد هرگونه قيود تکيه گاهي ديگر باشد، سيستمي خود متعادل کننده مي باشد. به اين ترتيب، در صورتي که از ميان اعضا، در حوالي وسط ارتفاع مدول، برشي افقي در نظر گرفته و دياگرام آزاد بخش فوقاني را مورد توجه قرار دهيم، مادامي که نيرويي خارجي بر گره فوقاني اعمال نگردد، در اعضا نيز نيرويي ايجاد نمي گردد. به منظور بررسي صحت سنجي اين امر در نمونه هاي آزمايش پس از پيش تنيدگي اتصالات و قبل از اعمال بار خارجي، آزمايشاتي نيز بر مدول ها انجام گرديد که طي آنها با افزايش ميزان سفت شدگي پيچ ها در يک مدول بدون اعمال بار خارجي، کرنش قابل اعتنايي در کرنش سنج هاي الصاق شده بر ميانه اعضاي مدول مجزا ثبت نگرديد. اين امر نشان دهنده آن است که:

الف) اختلاف طول اوليه اعضا و آثار ناميزاني ناشي از رواداري هاي ساخت در تک مدول هاي آزمايش ناچيز بوده است.

ب) سفت شدگي پيچ ها به يک ميزان براي تمام اتصالات اگرچه باعث ايجاد آثار ناشي از پيش تنيدگي در پيچ ها و غلاف ها مي گردد، اما صرف نظر از آثار موضعي، هيچ گونه پيش تنيدگي در اعضاي مدول مستقل به وجود نمي آورد. يادآوري اين نکته از اين جهت حائز اهميت مي باشد که در واقع هرگونه تغيير در ظرفيت باربري کمانش مدول ها در نتيجه سفت شدگي پيچ ها صرفاً ناشي از تغيير طول موثر کمانش است، نه پيش تنيدگي اعضا.

شکل (1-11) : مدول هرمي هشت عضوي شکل (1-12) : گسيختگي جوش لوله و قطعه
مورد آزمايش مخروطي انتهايي در آزمايش هاي اوليه

شکل (1-13) : نمونه اي از نحوه وقوع کمانش در شکل (1-14) : نمايي از يک غلاف تغيير شکل يافته
مدول هاي مورد آزمايش

1-7-3- نتايج تجربي آزمايش ها

1-7-3-1- مدول هاي با اعضاي لوله اي به قطر 3 اينچ
همان طور که در شرح انجام آزمايش ها آمده است، در مرحله اول مدول هايي با اعضاي لوله اي به قطر 3 اينچ مورد آزمايش قرار داده شدند. در تمامي اين آزمايشات قبل از آنکه اعضاي فشاري دچار کمانش شوند جوش بين لوله ها و قطعات مخروطي انتهايي گسيخته شد. به عنوان نمونه نمودارهاي نيرو – تغييرمکان مدول هاي حاصل از دو آزمايش از اين مجموعه آزمايش ها در نمودار (1-7) ارائه گرديده اند. نتيجه اي که از اين مجموعه آزمايش ها حاصل گرديد حاکي از آن بود که ظرفيت باربري جوش در اتصالات لوله به مخروطي انتهايي در اعضايي که از خط توليد اعضاي کارخانه سازنده بدون تمهيدات خاصي و به طور تصادفي انتخاب شده بودند، کمتر از ظرفيت باربري خود اعضا بوده و رفع اين نقيصه در طرح و ساخت قطعات و اجزاي اتصال ضروري مي باشد.

1-7-3-2- مدول هاي با اعضاي لوله اي به قطر 2 اينچ
در ادامه کار نتايج حاصل از آزمايش ها بر مدول هاي با اعضاي لوله اي به قطر 2 اينچ مورد بررسي قرار گرفت. اين آزمايش ها با مقادير متفاوت سفت شدگي پيچ ها به ميزان ها N.m 40، N.m 100، N.m 160 با موفقيت انجام شد که نتايج آن به ترتيب در نمودار هاي (1-8) و (1-9) و (1-10) ارائه شده است. با افزايش ميزان سفت شدگي به N.m 200 و متعاقباً با اعمال بار خارجي، در اثر ترکيب آثار ناشي از بارگذاري خارجي و پيش تنيدگي موضعي، غلاف ها به حالت خميري در آمده، جوش ها گسيخته شده و لذا اعضاي فشاري مدول به مرحله کمانش نرسيدند (نمودار 1-11). نتايج کلي حاصل از مجموعه آزمايش هاي انجام شده بر مدول هاي با اعضاي لوله اي به قطر 2 اينچ جهت مقايسه در نمودار (1-12) ارائه گرديده است. بررسي اين نمودارها نشان مي دهد:

با افزايش ميزان سفت شدگي پيچ ها از N.m 40 به N.m 100 و از N.m 100 به N.m 160 ميانگين شيب نمودارها اندکي افزايش نشان مي دهد. به عبارت ديگر صلبيّت مدول ها به ميزان نسبتاً اندکي افزايش يافته است.

با افزايش ميزان سفت شدگي پيچ ها از N.m 40 به N.m 100 و از N.m 100 به N.m 160 ظرفيت باربري مدول ها افزايش نشان مي دهد. به بيان ديگر طول موثر کمانش اعضاي فشاري کاهش يافته است.

با افزايش ميزان سفت شدگي پيچ ها از N.m 160 به N.m 200 مقاومت غلاف ها و جوش ها به ميزاني نبوده است تا نمونه آزمايش ترکيب آثار ناشي از پيش تنيدگي موضعي به اين ميزان را با بارگذاري خارجي تا مرحله کمانش اعضا قطري جان بدون تغيير شکل خميري قابل ملاحظه در غلاف و متعاقباً گسيختگي جوش مدول تحمل نمايد.

1-7-3-3- مدول هاي با اعضاي لوله اي به قطر 5/1 اينچ
نتايج حاصل از آزمايش هاي متعدد بر مدول هاي با اعضاي لوله اي به قطر 5/1 اينچ به ازاي مقادير متفاوت سفت شدگي پيچ ها از قرار N.m 40، N.m 100، N.m 160 و N.m 200 به ترتيب در نمودار هاي (1-13)، (1-14)، (1-15) و (1-16) نتايج کلي حاصل از اين آزمايش ها جهت مقايسه در نمودار (1-17) ارائه گرديده اند.

موارد زير از بررسي نمودارهاي اخيرالذکر قابل استنتاج است:

با افزايش ميزان سفت شدگي پيچ ها از N.m 40 به N.m 100 و از N.m 100 به N.m 160 ميانگين شيب نمودارها اندکي افزايش و به بيان ديگر صلبيّت مدول ها افزايش يافته است.

با افزايش ميزان سفت شدگي پيچ ها از N.m 40 به N.m 100 و از N.m 100 به N.m 160 ظرفيت باربري مدول ها افزايش و به عبارت ديگر طول موثر کمانش اعضاي فشاري کاهش يافته است.

با افزايش ميزان سفت شدگي پيچ ها از N.m 160 به N.m 200 شيب نمودار اندکي کاهش و به بيان ديگر صلبيّت مدول ها اندکي کاهش نشان مي دهد.

نمودار (1-7) : نمودارهاي نيرو- تغييرمکان حاصل از آزمايش نمودار (1-8) : نمودارهاي نيرو – تغييرمکان مدول هاي با
دو نمونه از مدول هاي با اعضاي لوله اي به قطر 3 اينچ اعضاي لوله اي به قطر 2 اينچ و با سفت شدگي N.m 40

نمودار (1-9) : نمودارهاي نيرو – تغييرمکان مدول هاي با نمودار (1-10) : نمودارهاي نيرو – تغييرمکان مدول هاي با
اعضاي لوله اي به قطر 2 اينچ و با سفت شدگي N.m 100 اعضاي لوله اي به قطر 2 اينچ و با سفت شدگي N.m 160

نمودار (1-11) : نمودارهاي نيرو – تغييرمکان مدول هاي با نمودار (1-12) : نمودارهاي نيرو- تغييرمکان
اعضاي لوله اي به قطر 2 اينچ و با سفت شدگي N.m 200 مدول هاي با اعضاي لوله اي به قطر 2 اينچ

نمودار (1-13) : نمودارهاي نيرو – تغييرمکان مدول هاي با نمودار (1-14) : نمودارهاي نيرو – تغييرمکان مدول هاي با
اعضاي لوله اي به قطر 2 اينچ و با سفت شدگي N.m 40 اعضاي لوله اي به قطر 2 اينچ و با سفت شدگي N.m 100

نمودار (1-15) : نمودارهاي نيرو – تغييرمکان مدول هاي با نمودار (1-16) : نمودارهاي نيرو – تغييرمکان مدول هاي با
اعضاي لوله اي به قطر 2 اينچ و با سفت شدگي N.m 160 اعضاي لوله اي به قطر 2 اينچ و با سفت شدگي N.m 200

نمودار (1-17) : نمودارهاي نيرو- تغييرمکان مدول هاي با
اعضاي لوله اي به قطر 5/1 اينچ

با افزايش ميزان سفت شدگي پيچ ها از N.m 160 به N.m 200 ظرفيت باربري مدول ها به دليل تغيير شکل قابل ملاحظه موضعي در اتصالات کاهش يافته است.
1-7-4- نتايج کلي آزمايش ها
پس از مطالعه و بررسي کليه نتايج حاصل از آزمايش ها بر مدول هاي با اعضاي به قطرهاي 3 ، 2 و 5/1 اينچ مي توان نتيجه گرفت:

1- افزايش ميزان سفت شدگي پيچ ها تا حد مناسب (در حدود N.m 160 براي مدول هاي مورد بحث) صلبيّت مدول را افزايش داده، اما افزايش سفت شدگي بيش از اين حد در پيچ ها با توجه به خواص رفتاري غلاف ها، جوش و ادوات اتصال در مجموعه نمونه هاي آزمايش شده موجب کاهش صلبيّت مدول گرديده است.

2- افزايش ميزان سفت شدگي پيچ ها تا حد مناسب (در N.m 160 براي مدول هاي مورد بحث) موجب کاهش طول موثر کمانش اعضاي فشاري و در نتيجه افزايش ظرفيت باربري مدول ها گرديده، اما سفت شدگي بيش از اين حد در پيچ ها، با توجه به ويژگي هاي رفتاري اتصال، موجب کاهش ظرفيت باربري مدول ها شده است.

3- منحني کليه نمودارهاي نيرو – تغييرمکان در مراحل اوليه بارگذاري غيرخطي بوده است و شيب اوليه قدري کوچکتر از شيب ثانويه در مرحله افزايش بار مشاهده گرديده است. به نظر مي رسد اين پاسخ غيرخطي از رفتار غيرخطي اتصالات و تغيير شکل ها و جابه جايي هاي موضعي و ناکاملي هاي اوليه اعضاي نمونه ها ناشي گرديده باشد.

4- ظرفيت باربري جوش در اتصالات اعضاي لوله اي به قطعات مخروطي انتهايي در برخي موارد از ظرفيت باربري فشاري اعضاي مدول هاي مورد بحث کوچکتر بوده است که با توجه به آنکه اعضاي آزمايش شده از روش هاي متداول ساخت در کارخانه سازنده اختيار گرديده اند، رفع اين نقيصه در روند طرح و ساخت قطعات و اجزاي اتصال اين گونه سازه ها ضروري مي باشد.

1-7-5- نتايج مطالعات تحليلي
همان طوري که قبلاً اشاره شد مدول هاي مورد نظر با سفت شدگي هاي مختلف پيچ ها به صورت تجربي تا مرحله کمانش عضو فشاري تحت بارگذاري در گره مياني فوقاني قرار گرفته و پاسخ تغييرمکان گره فوقاني و ظرفيت باربري مدول اندازه گيري شده است. در اين بخش اين مدول ها به روش تحليلي مورد بررسي قرار داده شده و پاسخ هاي تحليلي تغييرمکان ها با دو فرض اتصالات مفصلي و اتصالات صلب با پاسخ هاي تجربي حاصل از آزمايش ها مقايسه شده اند. شکل هاي (1-20) و (1-25) به ترتيب نمودارهاي نيرو – تغييرمکان تجربي و تحليلي مربوط به مدول هاي با لوله هاي به قطر 2 اينچ و 5/1 اينچ را ارائه مي نمايند. يکي از نتايجي که از مشاهده نمودارهاي فوق حاصل مي شود اين است که شيب نمودارها به روش تحليلي با دو فرض اتصالات مفصلي و صلب تقريباً يکسان بوده اما از شيب نمودارهاي تجربي به ازاي کليه مقادير سفت شدگي پيچ ها بيشتر است. به عبارت ديگر صلبيّت واقعي به دست آمده براي مدول ها به روش تجربي حتي با مناسب ترين ميزان سفت شدگي پيچ ها از صلبيّت به دست آمده به روش هاي تحليلي کوچکتر است. اما همان طور که قبلاً اشاره شد، هدف اصلي از آزمايش هاي انجام شده بر مدول ها تعيين ظرفيت باربري مدول ها و در نتيجه تعيين ظرفيت باربري يک عضو فشاري مدول به ازاي سفت شدگي هاي مختلف پيچ ها بوده است تا بتوان ضمن مقايسه آنها با يکديگر آن را با ظرفيت باربري

پایان نامه
Previous Entries منبع پایان نامه ارشد با موضوع طرح و ساخت Next Entries منبع پایان نامه ارشد با موضوع طرح و ساخت