بررسي تأثير ناكاملي بدنه اريب بر رفتار كمانشي مخازن استوانه اي فولادي تحت بارگذاري فشار خارجي يكنواخت

Study on Buckling Behavior of Cylindrical Steel Tanks Subjected to Oblique Body Imperfection under Uniform External Pressure

سازه هاي پوسته اي به دليل پايين بودن ضخامت نسبت به ديگر ابعاد، جزو سازه هاي لاغر محسوب شده و در معرض كمانش مي باشند. در اين سازه­ها به علت وسعت زياد پوسته، امكان ساخت يكپارچه وجود نداشته و از تعدادي قطعات پانلي داراي انحنا، كه به يكديگر جوش داده شده اند استفاده مي گردد. به همين دليل ناكاملي هاي هندسي مختلفي بروز مي كنند. عمده اين ناكاملي ها در اثر فرآيند جوشكاري، حمل­ونقل، رولينگ نامناسب و مشكلات نصب و اجرا به وجود مي آيند. اين ناكاملي ها تأثير مستقيمي در رفتار سازه اي پوسته ها به هنگام كمانش و بار فشاري خارجي دارند. با توجه به اين كه در اكثر مخازن پوسته اي در دوران بهره­برداري امكان به وجود آمدن حالت مكش (خلأ) زياد مي باشد، لذا نازك بودن پوسته از يك طرف و فشاري بودن نيروهاي وارده از سوي ديگر پوسته را در معرض كمانش قرار مي دهد. در اين تحقيق ناكاملي ناشي از انحراف بدنه مخزن نسبت به راستاي قائم تحت عنوان ناكاملي بدنه اريب در مخازن استوانه اي فولادي به­صورت آزمايشگاهي مدل شده و تأثير آن بر رفتار كمانشي اين مخازن تحت اثر فشار خارجي يكنواخت بر روي نمونه هاي آزمايشگاهي با مقياس مشخص مورد بررسي و ارزيابي قرار مي گيرد. همچنين آناليز المان محدود نمونه هاي آزمايشگاهي توسط نرم افزار ANSYS انجام شده و نهايتاً با مقايسه نتايج آزمايشگاهي، المان محدود و روابط تحليلي تأثير اين نوع ناكاملي بر رفتار كمانشي بررسي مي گردد. نتايج به دست آمده نشان مي دهند كه اين ناكاملي باعث كاهش امواج محيطي و افزايش مقاومت اوليه در كمانش مي گردد.

In this research, a field study was accomplished on the implementation of the storage tanks in a refinery site, and the resulted imperfections were identified and categorized. One imperfection experimentally modeled and the buckling behavior of these tanks was evaluated under uniform external pressure. The cylindrical tanks were examined using finite element analysis, and the results were compared with the experimental results. Investigating the findings demonstrated that such imperfection has a significant role in reducing the number of environmental waves in the body and increasing buckling resistance of the tanks under uniform external pressure.