در اين مقاله تاثير عمليات ساچمه زني Shot peening برافزايش عمر خستگي فنرهاي مارپيچ فشاري از جنس فولاد فنر كروم-سيليسيوم و فولاد فنر كربني ساده، مورد بررسي قرار گرفتهاست. در اين مقاله، اثرات مدت زمان عمليات ساچمه زني و قطر ساچمه هاي بكار رفته برروي استحكام خستگي ف ...
قطعات و سازههاي مهندسي در بسياري از موارد تحت بارگذاريهاي سيكلي قرار گرفته و دچار خستگي چندمحوره ميشوند. در زمينه محاسبه عمر خستگي در حالت چندمحوره، معيارها و مدلهاي زيادي با قابليتهاي متفاوت ارائه شدهاند. انتخاب مدل براي محاسبه عمر خستگي چندمحوره با توجه به جنس، نوع بارگذاري و شرايط عملكردي هر يك از سازههاي مهندسي، يكي از چالشهاي مطرح در فرايند محاسبه عمر ميباشد. در اين مقاله، قابليت چند معيار صفحه بحراني مهم براي محاسبه عمر خستگي چندمحوره مورد بررسي، مقايسه و ارزيابي قرار گرفته است. سپسبر اساس شناخت مزيتها وضعفهاي معيارهاي مورد بررسي، يك معيار صفحه بحراني جديد، مناسب براي انواع بارگذاريهاي متناسب و نامتناسب، ارايه گرديده است. براي اين مطالعه از دادههاي ارائه شده مربوط به آزمايشهاي واماندگي خستگي نمونههاي فولادي 630SNCM تحت بارگذاريهاي محوري-پيچشي استفاده شده است. اين دادهها در قالب دادههاي مربوط به تنش، دامنه كرنش و عمر خستگي ميباشند. از قياس نتايج تجربي و عمر محاسبه شده با استفاده از مدل جديد، قابليت آن در تخمين عمر خستگي مورد ارزيابي قرار گرفته است
در اين مقاله با توجه به ماهيت توزيع تنش و كرنش چند محوري در نمونه هاي اتصالي دو لبه برشي داراي پيش بار توام با تداخل، سعي شده عمر خستگي ايجاد ترك اوليه با استفاده از معيار SWT و عمر رشد ترك با استفاده از رابطه NASGRO تخمين زده شود. در نهايت عمر كلي خستگي به صورت مجموعه عمر ايجاد ترك اوليه و عمر رشد ترك خستگي با نتايج تجربي موجود در ادبيات فن مقايسه شده است. توزيع تنش و كرنش استفاده شده در روابط مذكور توسط تحليل المان محدود براي انواع نمونه هاي داراي درصدهاي مختلف 5/1 و 7/4 تداخل و گشتاور ايجاد كننده پيش بار 2 و 4 نيوتن متر بدست آمده است. نتايج نشان دهنده تطبيق مناسب عمر خستگي تخميني با عمر خستگي حاصل از تست هاي تجربي مي باشند. بيشترين اختلاف بين نتايج تئوري و تنايج تجربي مربوط به نمونه هاي داراي عمر خستگي بالا مي باشند كه عمر خستگي تجربي كمتر حاصله مي تواند به علت بروز پديده خستگي سايشي در نمونه هاي تجربي باشد.
خرابي ها و شكست هاي ناشي از پديده خستگي، عمده ترين مشكل لوله هاي حفاري مي باشد. از آنجا كه بيشتر شكست هاي لوله حفاري در نزديكي ناحيه آپست لوله حفاري اتفاق مي افتد لذا آناليز درستي از اين ناحيه مي تواند هزينه هاي ناشي از خرابي لوله هاي حفاري را تا حد قابل توجه اي كاهش دهد. در اين مقاله كه بر مبناي اجزاي محدود و با استفاده از بسته نرم افزاري انسيس انجام گرفته است، اقدام به آناليز تمركز تنش و خستگي در ناحيه آپست لوله حفاري شده است. ابتدا با ايجاد مدل بدون عيب و مدل با عيوب مربوط به شرايط كاري از ناحيه آپست لوله حفاري، اقدام به يافتن نقطه بحراني و ماكزييم تنش موجود شده سپس شروع به تعيين تمركز تنش موجود در نقطه بحراني شده است. در مرحله بعد اقدام به شبيه سازي خستگي جهت تعيين درصد عمر خستگي تا شكست به ازاي زواياي انحراف مختلف در تكنولوژيي حفاري جهتدار شده است. آناليزهاي ذكر شده طبق استاندارد API بر روي هر سه نوع آپست لوله هاي حفاري انجام گرفته است. نتايج بدست آمده با نتايج آزمايشگاهي تست خستگي لوله هاي حفاري مقايسه شده كه سازگاري مناسبي داشته است.
خرابي ها و شكست هاي ناشي از پديده خستگي، عمده ترين علت خرابي و شكست لوله هاي حفاري در حفاري جهتدار مي باشد. از آنجا كه شكست خستگي به طور ناگهاني صورت مي گيرد، اگر به موقع تشخيص داده نشود صدمات سنگيني را به رشته حفاري وارد كرده و هزينه سنگيني را به اين صنعت تحميل مي كند. در اين مقاله شبيه سازي اجزاي محدود ( با استفاده از بسته نرم افزاري انسيس) بر روي مدل بدون عيب و همچنين مدل داراي عيب (با توجه به عيوب مربوط به شرايط كاري لوله حفاري) انجام گرديده است. در ابتدا شبيه سازي استاتيكي، براي يافتن نقطه بحراني ، ماكزييم تنش و تمركز تنش موجود در لوله حفاري لحاظ شده است. سپس به تعيين درصد عمر خستگي تا شكست به ازاي زواياي انحراف مختلف در تكنولوژي حفاري جهتدار، با توجه به نتايج آناليز تمركز تنش پرداخته شده است. در مرحله بعد نتايج حد دوام خستگي و همچنين ماكزيمم طول ممكن براي لوله حفاري قبل از شكست با پارامترهاي ثابت حفاري بدست آمده و با مقادير تجربي مقايسه شده است. كه اين مقايسه سازگاري مناسبي را نشان مي دهد
هدف اصلي از انجام دادن اين پروژه بدست آوردن عمر خستگي طبق خودروي پرايد مي باشد. الگوي مناسب بارگذاري بر روي طبق پرايد از منابع استخراج گرديد و در نرم افزار انسيس (Ansys)، مدلسازي طبق صورت پذيرفت. سپس با انتخاب جنس، نوع المان، و مش بندي مناسب و اعمال بار روي قطعه، نقاط بحراني و تنش در اين نقاط استخراج گرديد. در انتها با استفاده از روابط خستگي موجود، عمر خستگي طبق محاسبه شده است
با افزايش عمق چاه هاي نفت و گاز ميزان خرابي لوله هاي حفاري تاثير زيادي در افزايش هزينه هاي عمليات حفاري دارد.لذا خستگي به عنوان يكي از مهمترين عوامل خرابي و سوراخ شدگي لوله هاي حفاري همواره نقش به سزايي را در افزايش اين هزينه ها داشته است.در وقوع پديده خستگي در لوله هاي حفاري عوامل مختلفي دخيل هستند كه سيال مورد استفاده در عمليات حفاري نيز يكي از آنها است.بار محوري فشاري، پيچشي، تنش محوري، تنش هاي مماسي ناشي از اختلاف فشار داخل و خارج لوله، تنش برشي ناشي از گشتاور لوله از نيروهاي وارد بر لوله مي باشند. در اين پژوهش با استفاده از گزارش هاي روزانه ي اداره كل حفاري شركت ملي مناطق نفتخيز جنوب كه در آن خصوصيات سيال حفاري براي يكي از چاه هاي ميدان نفتي منطقه گچساران ثبت شده است و ارائه داده هاي واقعي به نرم افزار به نتايجي قابل اعتماد و گويا در رابطه نقش سيال حفاري در خستگي و شكست لوله هاي حفاري دست يافته مي شود.
اين تحقيق به بررسي رشد ترك خستگي تحت مود تركيبي I-III تحت بارگذاري ساده كششي- فشاري با نسبت بارگذاري (R=0.01) پرداخته شده است. نمونه آزمايش يك ورق سورخ دار با ترك لبه اي از جنس آلياژ آلومينيوم 7017 مي باشد. پارامتر متغير، زاويه اوليه ترك مي باشد. تاثير تغيير اين پارامترها بر ضريب تمركز تنش و انتگرال J براي هر دو مود شكست در مراحل مختلف رشد ترك خستگي به مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين نمودارهاي نرخ رشد ترك خستگي بر حسب ضريب تمركز تنش و انتگرال J بيان شده و مقايسه اي با نتايج آزمايشگاهي انجام شده است. نتايج بدست آمده نشان مي دهد با افزايش زاويه ترك اثر مود III افزايش و اثر مود I كاهش مي يابد و عمر رشد ترك خستگي افزايش مي يابد.
تست پخش آوايي يكي از روشهاي نوين بازرسي غير مخرب است كه عمر آن در حدود دو دهه مي باشد. رصد رشد ترك ناشي از بازرسي مخرب خستگي در اين تحقيق با استفاده از اين تكنيك روي فولاد خاصي انجام گرفته است. براي اين منظور مشخصات ترك ناشي از خستگي به يك سري از پارامترهاي موج پخش آوايي ربط داده شده و رابطه شان محاسبه شده است. نهايت امر اينكه با تلفيق نتايج آزمايشات تجربي انجام شده و تحليل هاي تئوري معلوم گرديد كه تست پخش آوايي يكي از موثرترين روشهاي شناسايي و رديابي ترك در فولاد مي باشد
يكي از راههاي افزايش عمر خستگي اعمال بيش بار بصورت متناوب مي باشد در بارگذاري بصورت بيش بار متناوب مهمترين عوامل كنترل كننده رشدترك عبارتند از نسبت بيش بار و نسبت تكرار . نسبت بيش بار بيان كننده نسبت تنش بيش بار به تنش ماكزيمم در بارگذاري با دامنه ثابت و نسبت تكرار بيان كننده فرانس اعمال بيش بار است دراين پژوهش تاثير اين دو عامل و همچنين برهم كنش آنها در نرخ رشد ترك و عمر خستگي بررسي شده است در تحليل عددي از معادله Forman/Mettu به همراه مدل تعميم يافته Willenborg استفاده شده است تحليل ها روي يك نمونه M(T استاندارد از جنس Al-7075 انجام شده است نتايج تحليل ها نشان ميدهد كه در بارگذاري بصورت بيش بار متناوب با افزايش نسبت بيش بار تا يك مقدار بهينه عمر نمونه ها افزايش يافته و پس از آن با افزايش بيشتر نسبت بيش بار عم رنمونه كاهش مي يابد. اين مطلب به ازاي تمام مقادير ممكن براي نسبت تكرار صادق است اما مقدار نسبت بيش بار بهينه با تغيير نسبت تكرار تغيير مي كند
تعداد صفحات : 411
تميز كردن نماي ساختمان