بررسی تاثیر مدول مماسی در ناحیه کار-سختی منحنی تنش-کرنش روی شکل پذیری ستون های لوله ای از جنس فولاد ضدزنگ

با توجه به وابستگی شکل پذیری اجزای سازه ای به ظرفیت آن ها در حفظ پایداری پس از ناحیه تسلیم ماده، تاثیر تغییر مدول مماسی مربوط به ناحیه کارسختی در مورد یک نمونه فولاد ضدزنگ بر روی ظرفیت باربری پس ازکمانش ستون های لوله ای ملاحظه شده است. با توجه به هزینه بسیار کمتر مطالعات عددی نسبت به مطالعات آزمایشگاهی در مورد تغییرات مدول مماسی مصالح، روش مدل سازی المان محدود انتخاب شده و در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی بر روی یک نمونه ستون با D/t=۶۰ مورد تصدیق قرار گرفت که بدین منظور رفتار غیرخطی مصالح و هندسه در مدل ملاحظه شد. در ادامه مدل های المان محدود برای نسبت های مختلف D/t توسعه داده شده و مطابق با نتایج بدست آمده، با افزایش نسبت قطر به ضخامت برای ستون ها، دو پارامتر مهم در مورد شکل پذیری شامل اول، ظرفیت جذب انرژی و دوم، نسبت تغییرشکل ستون در آستانه فروریزش به تغییرشکل در لحظه تسلیم مقطع (e/g) با افزایش چشمگیری مشاهده شد، بعنوان مثال جذب انرژی و e/g در ستون D/t=۳۰ نسبت به ستون D/t=۶۰ به ترتیب حدود ۳۵% و ۱۱۱% افزایش پیدا کرد. دو مدل مذکور برای بررسی تاثیر تغییر مدول مماسی در ناحیه کار-سختی انتخاب شده و تاثیر مدول مماسی در دو بخش مقدم و موخر روی پارامترهای مربوط به میزان شکل پذیری ستون ها بررسی شد. نتایج بدست آمده، افزایش مدول مماسی ماده در بخش مقدم کار-سختی را دارای تاثیر مهم روی ظرفیت شکل پذیری ستون ها با نسبت D/t متوسط و مدول مماسی در بخش موخر کار-سختی را دارای تاثیر مهم در مورد ستون ها با نسبت D/t کمتر نشان دادند. با افزایش دو برابری مدول مماسی در بخش موخر کار-سختی، جذب انرژی و  نسبت e/g در ستون D/t=۳۰ به ترتیب به اندازه ۱۱۱% و ۷۱% نسبت به نمونه ستون با فرض ماده آزمایشگاهی افزایش پیدا کرد حال ‎آنکه با افزایش دو برابری مدول مماسی در بخش مقدم کار-سختی، دو پارامتر یاد شده در مورد ستون D/t=۶۰ به ترتیب به اندازه ۲۶% و ۴۶% نسبت به فرض ماده آزمایشگاهی افزایش یافت. نتایج این مطالعه نشان می دهد، جهت داشتن رفتار شکل پذیرتر برای ستون ها، می توان با تعریف ترکیب شیمیایی مناسب مصالح، بخش کار-سختی را با توجه به اندازه قطر به ضخامت ستون ها طرح کرده و از مزایای شکل پذیری بیشتر در اجزای سازه ها برخوردار بود.

کلیدواژه ها:

Ductility ، Buckling ، Work-hardening response ، Tubular column ، Tangential modulus ، شکل پذیری ، مدول مماسی ، ستون لوله‎ای ، رفتار کار-سختی ، فولاد ضدزنگ