بررسي پارامتريك ظرفيت باربري محوري ستون هاي استوانه اي در حضور آسيب از نوع قرشدگي

وجود نقص هاي سازه اي مي تواند ظرفيت باربري اعضاي فشاري را تا حد زيادي كاهش دهد. اين نقص ها مي توانند از نوع ترك، خوردگي، سوراخ شدگي و يا فرورفتگي سطح صاف عضو به دليل برخورد يك جسم خارجي ايجاد شوند. به عنوان مثال اعضاي استوانه اي سكوهاي دريايي يا پايه ي پل ها و ساختمان ها كه عمدتا تحت بارهاي محوري مي باشند ممكن است حين پهلوگيري كشتي ها و يا توسط وسايل نقليه ي سنگين كه در حال حركت هستند دچار آسيب شوند. وجود نقص هاي ياد شده در اعضاي محوري با مقطع دايره اي مي تواند باعث بروز خرابي زود هنگام اين المان هاي سازه اي به دليل كمانش موضعي و در ادامه كمانش كلي عضو گردد. لذا مي‌بايست ظرفيت باربري محوري و اثرات مخرب آسيب وارده پيش‌بيني شده و تاثير پارامترهاي هندسي و مكانيكي فرورفتگي هاي ايجاد شده در اثر برخوردهاي احتمالي بر نوع شكست عضو بررسي شود. در اين مطالعه جهت بررسي ظرفيت باربري محوري ستون هاي استوانه اي ياد شده با بهره‌گيري از روش اجزاي محدود، ستون هاي استوانه اي در اثر آسيب وارده از سوي يك جسم كروي قرار گرفته و تاثير عوامل مختلف به صورت پارامتريك مورد بررسي قرار گرفته است. براي مدلسازي از نرم افزار آباكوس استفاده شده و مدل هاي عددي با استفاده از نتايج تست محوري يك استوانه ي جدارنازك صحت سنجي شده اند. پارامترهاي مورد بررسي شامل: عمق آسيب، لاغري جداره ي استوانه، محل آسيب، طول عضو محوري و شعاع جسم برخورد كننده مي باشد. با توجه به نتايج تحليل هاي انجام شده، عمق آسيب و لاغري جداره ي استوانه، پارامترهاي تاثيرگذار بر ظرفيت كمانشي استوانه هاي آسيب ديده تحت بار محوري مي باشند. بر همين اساس، با افزايش عمق آسيب و لاغري جداره ي استوانه مقدار بار كمانش نمونه كاهش مي يابد. اين در حالي است كه شكل كمانش يافته نمونه‌هاي با عمق آسيب و لاغري جداره ي متفاوت عمدتا مشابه هم بوده و تفاوت چنداني با هم ندارند. رفتار پس كمانشي اين اعضا متاثر از لاغري جداره ي استوانه، محل آسيب و طول عضو مي باشد. به طوري كه با افزايش لاغري جداره ي استوانه و طول عضو و همچنين نزديك تر شدن محل آسيب به تكيه گاه، ظرفيت پس كمانشي نمونه كاهش مي يابد. همچنين با نزديك تر شدن محل آسيب به تكيه گاه، حلقه ي كمانش در نزديكي تكيه گاه دورتر حذف و كل تغييرشكل ها در سمت تكيه گاه نزديك متمركز مي شود كه زوال مقاومت بيشتر را در پي دارد. شعاع جسم برخورد كننده تاثيري بر ظرفيت كمانشي يا رفتار پس كمانشي نمونه ندارد. براي نمونه هاي آسيب ديده توسط اجسام با شعاع متفاوت ولي عمق آسيب مشابه، تفاوت موجود در پروفيل آسيب بسيار اندك مي باشد كه همان تفاوت نيز طي روند افزايش تغييرشكل ها و بروز كمانش حذف شده و تغييرشكل نهايي نمونه ها مشابه هم مي گردد. در پايان، با برازش  روابطي به نتايج بدست آمده از بررسي تاثير هر پارامتر، روابطي براي تعيين ظرفيت كمانشي و ظرفيت پسماند (ظرفيت عضو در دو برابر تغييرشكل متناظر كمانش) اعضاي محوري ياد شده ارائه شده است. بر اساس بررسي هاي به عمل آمده، دقت روابط ارائه شده مناسب بوده و مي توان از اين روابط در روند طراحي يا ارزيابي ثانويه نمونه هاي آسيب ديده استفاده نمود.