مدل سازی تیوری فشار تماسی در تغییر شکل های الاستیک-پلاستیک حین فرآیند ایجاد فرورفتگی بر لوله

در این مقاله مدل تیوری ارایه می شود که می تواند فشار تماسی بین سنیه کروی صلب با لوله انعطاف پذیر را در تغییر شکل های الاستیک-پلاستیک در ناحیه فرو رفتگی بر لوله تخمین بزند. رابطه فشار تماسی بین سنیه کروی صلب و لوله در تغییر شکل الاستیک پر اساس روابط مکانیک تماسی هرتز بدون در نظر گرفتن اصطحکاک به مسیله اعمال می شود. در تغییر شکل های پلاستیک از روش اجزا محدود به عنوان یک روش عددی استفاده می شود و فرمول بندی تجربی برای فشار تماسی و سطح تماس ارایه می شود. در شبیه سازی اجزا محدود، رفتار تغییر شکلی لوله با استفاده از تعاریف آنالیز تماس الاستیک-پلاستیک و مدل سازی سه بعدی لوله و ستبه بررسی می شود. به منظور راستی آزمایی، مجموعه ای از تست های آزمایشگاهی بر لوله فولادی API XB با فشار داخلی اتمسفریک انجام می گیرد. ثابت می شود که با وجود ایجاد تغییر شکل هایی متقارن بر لوله در ناحیه فرورفتگی، تماس بین سنبه و لوله همواره کامل نیست و بر همین اساس توزیع فشار تماسی در تغییر شکل های پلاستیک در دو محدوده بارگذاری های کوچک و بزرگ بررسی خواهد شد. از نتایج این مدل سازی می توان برای پیش بینی تابع فشار تماسی بین دو جسم با انواع متفاوتی از شکل و ناحیه تماس استفاده کرد. به علاوه نتایج قابل کاربرد در شبیه سازی فرآیندهای تماس با در نظر گرفتن مدل های خرابی مواد نرم در تحلیل لوله های نفت و گاز در صنایع می باشند.

Keywords:

فشار تماسی , موقعیت تماسی , فرورفتگی , تغییر شکل الاستیک پلاستیک , مدل سازی اجزا محدود