بررسی تجربی اثر پیش آسیب کششی و بارگذاری چرخه ای بر ظرفیت خمشی لوله های فولادی تقویت شده با GFRP در شرایط محیطی خشک و مرطوب

در شرایط بهره برداری واقعی،لوله های تقویت شده معمولا تحت یک حالت بارگذاری ساده و ایده آل قرار ندارند و ممکن است به طور همزمان در معرض تغییرشکل های اولیه، بارگذاری های چرخه ای و عوامل محیطی قرار گیرند. برهم کنش این عوامل می تواند موجب ایجاد پیش آسیب شده و رفتار مکانیکی و ظرفیت باربری سازه را در مراحل بعدی بارگذاری تغییر دهد. در این پژوهش، رفتار خمشی لوله های فولادی تقویت شده با کامپوزیت شیشه-اپوکسی پس از ایجاد پیش آسیب کششی، بارگذاری چرخه ای و قرارگیری در شرایط محیطی خشک ومرطوب به صورت تجربی بررسی شد. برای این منظور دو سطح جابجایی اولیه کششی ۱۰ و ۳۰ میلی متر و دو سطح بارگذاری چرخه ای ۵۰ و ۱۰۰سیکل در نظر گرفته شد.همچنین اثر محیط با نگهداری نمونه هادر شرایط خشک و در محیط شبیه سازی آب دریابه مدت ۱۴، ۲۵و ۴۰ روز ارزیابی شد. نتایج نشان داد اعمال جابجایی اولیه ۳۰میلی متر موجب کاهش قابل توجه ظرفیت خمشی شده و نیروی خمشی بیشینه از ۴/۱۸۶۵۷ به ۴/۱۰۲۹۴ نیوتن کاهش یافته است.در شرایط خشک،افزایش تعدادسیکل ها باعث کاهش نیروی سیکل و ظرفیت خمشی شد و افزایش جابجایی اولیه از ۱۰ به ۳۰ میلی متر کاهش ظرفیت خمشی در حدود ۴۵درصد را به همراه داشت. در مقابل، در نمونه های دارای جابجایی اولیه ۳۰ میلی متر و ۱۰۰ سیکل بارگذاری، افزایش مدت ماندگاری در محیط مرطوب موجب افزایش ظرفیت خمشی از ۵۴۷۵.۳ به ۲۰۷۲۳.۷ نیوتن شد که به نرم شوندگی کنترل شده ماتریس اپوکسی و تکمیل فرآیندپس پخت نسبت داده می شود.نتایج نشان می دهد در شرایط بهره برداری واقعی، عملکرد خمشی لوله های تقویت شده می تواند به طور قابل توجهی تحت تاثیر پیش آسیب،تاریخچه بارگذاری و شرایط محیطی قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

لوله فولادی تقویت شده ، خمش ، پیش آسیب کششی ، بارگذاری چرخه ای ، شرایط محیطی