شبیه سازی سه بعدی و بررسی تاثیر دما در ترک های شبه بیضوی محوری و محیطی در مخازن استوانه ای

در طول مدت عمر یک مخزن، ایجاد معایبی همچون ترک ها امری اجتناب ناپذیر است که به دلایلی نظیر خوردگی یا بارگذاری خستگی و... به وجود می آیند. یکی از انواع عمده ترک های ایجاد شده، ترک های شبه بیضوی هستند. هدف از این تحقیق، بررسی این نوع از ترک ها در یک مدل مخزن استوانه ای از جنس استیل با استاندارد ASME و تاثیرات ترمومکانیکی آن است. برای شبیه سازی ترک از دو نسبت a/c و a/t که معرف ابعاد ترک هستند، استفاده شده است. در اینجا برای به دست آوردن ضرایب شدت تنش از شبیه سازی ترک و مخزن در نرم افزار المان محدود ANSYS، در محیط workbench استفاده شده است. برای محاسبه ضرایب شدت تنش در نقاط مختلف واقع بر جبهه ترک مختصات موضعی ایجاد شد و بر اساس کانتورهای مختلف در نودهای اطراف نوک ترک یا میزان بازشدگی در صفحه ترک مقادیر ضرایب شدت تنش را بر اساس معیار مدنظر محاسبه شد. با استفاده از مقادیر ضرایب شدت تنش به دست آمده در ابعاد مشخص مخزن و ترک و همچنین شرایط بارگذاری و جنس مخزن، نقاط بحرانی ترک مشخص شد. با توجه به نتایج به دست آمده از مراحل قبل و با کمک معادله پاریس، عمر مخزن و تعداد سیکل بارگذاری مشخص شد و در نهایت نتایج به دست آمده از ضریب شدت تنش با نتایج ضریب شدت تنش بر اثر اختلاف دمای جداره مخزن مقایسه شد.

کلیدواژه ها:

مخزن تحت فشار ، تخمین عمر خستگی ، ترک های شبه بیضوی