مدل سازی عناصرمحدود انتشارخرابی در خطوط لوله دریایی

در طراحی خطوط لوله دریایی، مانند هر سازه جدار نازک دیگر، موضوع پایداری نقش عمده­ای ایفا می­کند. به طورکلی در خطوط لوله دریایی دو نوع ناپایداری سازه­ای، به صورت کمانش کلی و کمانش موضعی (خرابی) ممکن است اتفاق بیفتد. اما موضوع ناپایداری موضعی در لوله­ای که در آب عمیق کار گذارده می­شود، با دیگر خطوط لوله تفاوت دارد. این تفاوت از آنجا ناشی می­شود که بواسطه قرار گرفتن لوله تحت فشار بسیار زیاد (فشار هیدرواستاتیکی آب)، ناپایداری موضعی قابلیت انتشار در طول لوله پیدا می­کند. در پژوهش حاضر نخست مختصری به پدیده مزبور، که به نام انتشار خرابی شناخته می­شود، و دلایل وقوع آن در خطوط لوله دریایی پرداخته می­شود. سپس مدل­سازی عناصرمحدود دوبعدی و سه­بعدی آن شرح داده شده و برای چند نمونه مدل، نتایج به دست آمده با نتایج آزمایشگاهی مقایسه می­شود. روش­های مدل­سازی ارائه شده به سهولت قابل کاربرد بوده و نتایج به دست آمده برای هر دو حالت دو بعدی و سه بعدی، تطابق مطلوبی با نتایج آزمایشگاهی نشان می­دهند. یافتن حداقل ناکاملی مورد نیاز برای گذر از نقاط دوشاخگی، به کارگیری مشخصات هندسی اسمی لوله و استفاده از رابطه تنش-کرنش Ramberg-Osgood اصلاح شده جهت توصیف رفتار مصالح، خصوصیات اصلی روش سه­بعدی پیشنهاد شده در تحقیق حاضر می­باشند. روش مذکور در مقایسه با تحلیل عددی قبلی که در سال ۲۰۰۲ توسط Toscano و همکارانش انجام شده است، نتایج بهتری به دست می­دهد.

کلیدواژه ها:

Marine structures ، Offshore pipelines ، Local buckling ، Collapse ، Collapse propagation ، Finite element modeling ، سازه­ های دریایی ، خطوط لوله دریایی ، کمانش موضعی ، خرابی ، انتشار خرابی ، مدل­سازی عناصرمحدود