رفتار فلج کننده شبکه مقاطع کانال فولادی

بخش‌های کانال فولادی شکل‌دهی سرد (CFS) اغلب به سوراخ‌هایی در شبکه‌ها نیاز دارند تا بتوانند خدمات را در طبقات یکپارچه کنند. با این حال، چنین حفره‌هایی منجر به مستعد شدن بخش‌های کانال در برابر فلج شدن شبکه می‌شوند (شکل 1 را ببینید) در مجاورت یک بار متمرکز [1]، [2]، [3].

در طول دهه گذشته، نسل جدیدی از مقاطع کانال CFS با حفره‌های شبکه‌ای با لبه‌های دایره‌ای سفت شده در نیوزیلند توسعه یافته است [3] (شکل 2 را ببینید). آزمایش‌های تجربی بر روی چنین مقاطعی در ادبیات گزارش شده‌اند که علاوه بر فلج شدن شبکه [1]، [2]، فشرده سازی [5]، [6]، خمش [7]، [8] و برش [9]، [9] 10]؛ توصیه های طراحی برای هر یک از اینها پیشنهاد شده است.

با این حال، در برخی موارد، لازم است که از حفره های تار دراز استفاده شود تا سرویس های بزرگتر در نظر گرفته شوند (شکل 3 را ببینید). همانند سوراخ های دایره ای دایره ای، این حفره های تار دراز را می توان به صورت لبه ای سفت کرد. شکل 4 پارامترهای اتخاذ شده در این مقاله را برای توصیف یک حفره وب دراز نشان می دهد. با این حال، هیچ تحقیق قبلی در مورد رفتار فلج کننده وب آنها گزارش نشده است. این مقاله به این موضوع می پردازد، به ویژه برای شرایط بارگذاری داخلی دو فلنج (ITF) (شکل 5 را ببینید).

از نظر ادبیات فلج کردن وب بخش های کانال CFS که دارای حفره های وب سفت شده با لبه دایره ای هستند، مطالعات تجربی و عددی توسط Uzzaman و همکاران گزارش شده است. [1] و چن و همکاران. [2] در مورد رفتار فلج‌کننده وب بخش‌های کانال CFS که دارای حفره‌های دایره‌ای بدون سفت و سخت‌شده با لبه تحت شرایط بارگذاری ITF هستند. چن و همکاران [2] مورد فلنج های بسته شده به صفحات یاتاقان را در نظر گرفت و نتایج نشان داد که ظرفیت فلج شدن تار در شرایط بارگذاری ITF در مقایسه با فلنج های باز نشده 33 درصد افزایش یافته است. با این حال، نه اوزمان و همکاران. [1] و نه چن و همکاران. [2] حفره های تار کشیده را در نظر گرفت.

از نظر استانداردهای طراحی، به عنوان مثال، AISI S100 (2016) [11]، AS/NZS 4600 (2018) [12] و EC3 (2006) [13]، هیچ راهنمایی برای بخش های کانال CFS که سفت نشده و لبه دارند ارائه نشده است. حفره های وب سفت شده در زیر فلج شدن وب.

از نظر ادبیات، ضریب کاهش استحکام ( _{RP) به طور معمول برای تعیین کمیت تأثیر حفره‌های شبکه استفاده می‌شود و RP} برابر _است با قدرت فلج‌کننده تار بخش‌هایی که دارای حفره‌های تار هستند تقسیم بر بخش‌های ساده. _{برای حفره های وب دایره ای، برخی از محققان [1 ]} ، [14]، [15]، [16]، [17]، [18]، [19]، [20] توصیه هایی برای طراحی فلج کننده وب در قالب معادلات RP ارائه کردند . بر اساس مطالعات تجربی و عددی گسترده. با این حال، این توصیه‌های طراحی [1]، [14]، [15]، [16]، [17]، [18]، [19]، [20] برای سوراخ‌های کشیده قابل اجرا نیستند.

این مقاله یک مطالعه عددی را با استفاده از تحلیل المان محدود الاستیک-پلاستیک غیرخطی (FEA) برای بررسی اثر حفره‌های وب سفت‌شده لبه دراز بر روی قدرت فلج شدن شبکه بخش‌های کانال CFS در شرایط بارگذاری ITF ارائه می‌کند. این مطالعه همچنین شامل حفره‌های دراز و بدون سفت می‌شود. مدل های المان محدود (FE) در برابر نتایج تجربی گزارش شده توسط چن و همکاران تایید شدند. [2] روی سوراخ‌های شبکه‌ای که لبه‌های سفت‌شده دایره‌ای دارند. با استفاده از مدل‌های معتبر FE، نتایج 1227 FEA، 1051 مورد آن برای مطالعات پارامتر و 176 مورد برای تحلیل‌های کمانش بحرانی الاستیک، بر روی حفره‌های شبکه دراز ارائه شده است. موارد هر دو فلنج چفت و بست به صفحات بلبرینگ در نظر گرفته شده است. از نتایج مطالعه پارامتریک، معادلات طراحی برای ضریب کاهش قدرت فلج شدن وب پیشنهاد شد. علاوه بر این،

در نهایت، قابلیت اطمینان همه روش‌های طراحی پیشنهادی با استفاده از تحلیل‌های آماری نشان داده شد و مناسب بودن آن‌ها را برای ادغام در تجدیدنظرهای آتی کدهای طراحی بین‌المللی برای سازه‌های فولادی شکل‌دهی سرد نشان داد.