ارزيابي روابط نيرو-تغييرمكان اعضاي لوله‌اي فولادي تحت ضربه جانبي شبه‌استاتيكي سقوط اجسام

Assessment of Force-Deflection Relations of Steel Tubular Members under Lateral Quasi-Static Impacts from Dropped Objects

در اين پژوهش، از يك مدل عددي به منظور شبيه‌سازي پاسخ نيرو- تغييرمكان اعضاي لوله‌اي تحت ضربه جانبي بدون در نظر گرفتن فشار داخلي يا نيروي محوري استفاده شده و با روابط تحليلي موجود در آيين نامه‌ها مقايسه شده است. در ابتدا دو آزمايش بر روي نمونه‌هاي كوچك مقياس فولادي با درجه X70 و نسبت D/t 22 انجام شده و سپس مدل عددي با استفاده از نتايج آزمايشگاهي صحت سنجي شده است. نتايج نشان مي‌دهند كه روابط تحليلي براي شكل قرشدگي كروي و در حالتي كه فشار داخلي وجود ندارد مقاومت جانبي بزرگتري را نسبت به نتايج آزمايشگاهي و عددي بيان مي‌كنند. در انتها با استفاده از مدل عددي اثر عوامل مختلفي مانند نسبت D/t و نسبت d/D و تنش تسليم بر مقاومت جانبي اعضاي لوله‌اي مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان دادند كه مقاومت جانبي به ترتيب اهميت توسط نسبت D/t و تنش تسليم و نسبت d/D كنترل مي‌شود. همچنين با مقايسه نتايج حاصل از شبيه‌سازي عددي و روابط تحليلي مي‌توان اظهار داشت روابط تحليلي به ازاي نسبت‌هاي D/t و d/D بزرگتر نتايج دقيق‌تري را ارايه مي‌كنند.

In the current study a numerical simulation approach has been chosen to simulate the force-deflection response of tubular member under lateral impact in the absence of internal pressure or axial force and the results have then been compared with analytical relations. Two series small scale experiments were carried out by the authors on X70 steel tubes and D/t of 22 and the numerical model has then been verified against experimental results. The results show that the analytical relations estimate greater lateral resistance than experimental results for the spherical indentor and in the unpressurized tubular members. The numerical model has then been used to study the effect of D/t and d/D and yield stress on lateral resistance of steel tubes. It has been noticed that, the lateral resistance was governed by: 1) D/t ratio 2) Yield stress 3) d/D ratio. The comparison between analytical and numerical results show that analytical relations are more accurate results for large D/t and d/D ratios.