Evaluation of Combined Hardening Model in Strain Accumulation of Pressurized Piping Elbows under Dynamic Out-of-Plane Bending

Bavafa, Saeid and Zakavi, Seyed Javid and Abitorabi, Masoud (2015) Evaluation of Combined Hardening Model in Strain Accumulation of Pressurized Piping Elbows under Dynamic Out-of-Plane Bending. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (ارزیابی مدل سختی ترکیبی در جمع شوندگی کرنش در لوله های زانویی تحت فشار در اثر ممان های دینامیکی خارج از صفحه)
Saeid Bavafa.pdf

Download (466kB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

In this thesis, the ratchetting behavior of piping elbows is studied by using the nonlinear isotropic/kinematic hardening model under conditions of steady internal pressure and dynamic out-of-plane bending moments at frequencies typical of seismic excitations. These loads are the cause of plastic strain and ratchetting in piping elbows and ratcheting can lead to failure of components through cracking or plastic buckling. Elbows material under test are both stainless steel and carbon steel. Material parameters have been obtained with innovative method from stabilized cycles of specimens under symmetric strain cycles. Finite element code with ABAQUS software, was used for three dimensional simulation of elbow and evaluation of Combined hardening model. Ratchetting strain rates are much more in the first cycles and decreases with increasing time. The cyclic strain accumulation against response moment for each component is assessed and ratios of applied to limit moment at onset of ratcheting are given for each material. Also, by comparing the results of numerical method with experimental available results, for low and intermediate moments in numerical method we can see acceptable adaptation with experimental results. But for high moments, the result of numerical method comparison with experimental method is over estimated. The results show that, the direction of highest ratcheting is along the hoop direction rather than the direction of maximum principal strain. While there is practically no strain accumulation in the axial direction.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: ارزیابی مدل سختی ترکیبی در جمع شوندگی کرنش در لوله های زانویی تحت فشار در اثر ممان های دینامیکی خارج از صفحه
Persian Abstract: هدف از این پایان نامه ارزیابی مدل سختی ایزوتروپیک/سینماتیک غیرخطی (ترکیبی) در بررسی رفتار کرنش¬های پیش رونده ی لوله های زانویی در حالت قرارگیری در فرآیند ممان های دینامیکی، به ویژه خارج از صفحه می¬باشد. این بارها باعث ایجاد کرنش های پلاستیک و تغییر شکل های پیش رونده در قسمت های مختلف زانویی می شود که باعث خرابی قطعه شده و خسارات جبران ناپذیری در مجموعه های تاسیساتی به دنبال دارد. زانویی های تحت آزمایش از دو جنس فولاد ضدزنگ و فولاد کربنی می باشند و پارامتر های ثابت مدل سختی ترکیبی به روش ابداعی از روی سیکل های پایدار در آزمون های تنش – کرنش با کنترل کرنش به دست آمده است. با استفاده از نرم افزار ABAQUS و در فضای سه بعدی و با مدل ترکیبی این پدیده بررسی و نتایج آن با نتایج تجربی قابل دسترس مقایسه و مورد بررسی قرار گرفته است. اگرچه نرخ کرنش¬های پیش رونده در سیکل¬های اولیه خیلی بیشتر بوده، لکن با افزایش زمان کاهش می یابد. مقایسه نتایج بدست آمده از مدل ترکیبی در مقایسه با مدل آرمسترانگ – فردریک به نتایج تجربی نزدیک بوده و نشان دهنده ارزیابی مناسب مدل حاضر می¬باشد. لکن پیش بینی این مدل نیز در ممان های بالا همچنان فراتخمین می¬باشد. حداکثر کرنش های پیش رونده در امتداد محیطی بیشتر از سایر جهات بوده و کرنش پیش رونده در جهت محوری مشاهده نمی¬شود
Supervisor:
SupervisorE-mail
Zakavi, Seyed JavidUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Abitorabi, MasoudUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Date Deposited: 23 Nov 2018 08:03
Last Modified: 11 Dec 2018 23:44
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/2048

Actions (login required)

View Item View Item