رفتار خزش بولت و مهره های فولادی ضد زنگ

[rkiahoseyni]

مقدمه:
مجموعه های پیچ و مهره فولاد ضد زنگ از پیش بارگذاری شده به این دلیل مطلوب هستند که به دلایل تنش حد نهایی پیش بار در پیچ ها در فرآیند طراحی سازه ها در نظر گرفته شود تا مقاومت باربری اتصال پیچ شده مانند اتصالات مقاوم در برابر لغزش یا در پیچ های با بار خستگی و اتصالات به دلایل قابلیت سرویس دهی برای محدود کردن لغزش و تغییر شکل اتصالات در نظر گرفته شود. اما در حال حاضر، طبق استانداد EN 1090-2، مجموعه های پیچ فولادی ضد زنگ مجاز به بارگذاری از قبل نیستند، مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. همچنین استاندارد EN 1993-1-4 ایجاب می کند که مقبولیت آنها در یک برنامه خاص باید از نتایج آزمایش نشان داده شود. این محدودیت ها عمدتاً ناشی از دو واقعیت است: 
اولاً، رفتار تغییر شکل ویسکوپلاستیک فولاد ضد زنگ ناشناخته است که ممکن است منجر به تلفات پیش بارگذاری ناچیز در خود مجموعه های پیچ و مهره شود.
ثانیاً، شکاف دانش در مورد پارامترهای سفت کردن مناسب و روش های ضد زنگ. 

کاربرد پیچ و مهره زنگ نزن:
مجموعه های پیچ و مهره فولادی برای ایمن سازی یک پیش بار مورد نیاز در مجموعه های پیچ و مهره و همچنین جلوگیری از گند زدگی مورد استفاده قرار می گیرند. برای از بین بردن این شکاف های دانش، هر دو موضوع به طور کامل در چارچوب پروژه تحقیقاتی RFCS اروپا "اجرا و قابلیت اطمینان اتصالات مقاوم در برابر لغزش برای سازه های فولادی با استفاده از CS و SS" (SIROCO) RFSR-CT-2014-00024 بررسی شده است. . در حالی که نتایج مربوط به موضوع اخیر در منابع ارائه شده است، نتایج مربوط به رفتار تغییر شکل ویسکوپلاستیک در زیر ارائه شده است.

 

رفتار خزشی صفحات فولادی ضد زنگ:
مواد فولاد ضد زنگ آزمایش شده در تحقیقات مختلف شامل ورق نورد گرم EN 1.4404 (آستنیتی)، ورق نورد گرم EN 1.4003 (فریتی)، ورق نورد گرم EN 1.4162 (دوبلکس لاغر) و ورق نورد گرم EN 1.4462 (دوبلکس) هستند. ضخامت صفحه برای آستنیتی، فریتی و دوبلکس 8/0 میلی متر و ضخامت صفحه دوبلکس بدون چربی 8/6 میلی متر است. تنش طولی 2/0 مقاومت صفحات 280 مگاپاسکال برای آستنیتی، 304 مگاپاسکال برای فریت، 509 مگاپاسکال برای دوبلکس لاغر و 619 مگاپاسکال برای دوبلکس اعمال می شود. صفحات آزمایش شده رفتار تسلیم مداوم داشتند. نمونه ها به تنش کششی اولیه 0.50، 0.65، 0.83 و 1.00 برابر 0.2 Rpاندازه گیری شده بارگذاری شدند و پس از آن در شرایط دمای اتاق در تنش ثابت نگهداری گردیدند. جهت آزمایش طولی (جهت نورد) و نمونه‌های صفحات آستنیتی و فریتی، نمونه‌های کششی صاف با سطح مقطع 10.0×8.0 میلی‌متر مربع با طول موازی 75 میلی‌متر بودند. برای صفحات دوبلکس، نمونه های کششی مسطح با سطح مقطع 12.5×8.0 (یا 8.6) میلی متر مربع با طول موازی 110 میلی متر استفاده شد.
سیستم تست صفحات دوبلکس شامل یک دستگاه سروو کنترل الکترومکانیکی بود. لودسل مورد استفاده 250 کیلونیوتن کلاس 0.5 و اکستانسومتر مورد استفاده یک اکستنسومتر ماکرو کلاس 0.5 بود. نرخ بارگذاری اولیه مورد استفاده، سرعت متقاطع ثابت معادل نرخ کرنش/s  10 -5 1 و /s10-4 1 بود. برای سطح تنشRp 0.50 × 0.2 برای درجه آستنیتی و فریتی یک دستگاه سروو کنترل الکترومکانیکی مشابه استفاده شد. لودسل مورد استفاده یک 250 کیلونیوتن کلاس 1.0 و اکستانسومتر مورد استفاده یک اکستنسومتر ماکرو کلاس 1.0 بود. نرخ بارگذاری اولیه مورد استفاده، سرعت متقاطع ثابت معادل نرخ کرنش /s2.5∙10-4 1 بود. برای سایر سطوح تنش برای صفحات آستنیتی و فریتی از دستگاه تست خزش وزن مرده استفاده می گردد. برای اندازه گیری کرنش در طول آزمایش از استرین گیج استفاده می شود. نمونه ها به صورت دستی تا تنش کششی اولیه مشخص شده بارگذاری می شوند. 
نتایج خزش کششی تک محوری را برای صفحات فولادی ضد زنگ در شرایط دمای اتاق نشان مورد بررسی قرار می گیرد. کرنش غیر کشسان به عنوان کرنش کل منهای کرنش الاستیک تعریف می شود. بنابراین، هر کرنش پلاستیکی که در طول بارگذاری اولیه رخ می دهد، در کرنش غیر کشسان قرار می گیرد. بنابراین، کرنش ویسکوپلاستیک (یعنی کرنش خزشی) کمتر است. 
در سطح تنش 0.50 × Rp0.2 خزش برای تمام نمرات فولاد ضد زنگ آزمایش شده مشاهده می شود. پس از 2.5 ساعت آزمایش، کرنش غیر الاستیک ثابت نشان می‌دهد که میزان خزش کمتر از وضوح سیستم‌های آزمایش است. در سطح تنش 0.65 × Rp0.2 به طور مداوم افزایش کرنش غیر کشسان مشاهده می گردد. با افزایش سطح تنش، میزان کرنش غیرالاستیک افزایش یافت.
گرید فریتی، به جز در سطح تنش 0.50×Rp0.2، کرنش غیرکشسانی کمتری نسبت به درجه آستنیتی نشان می‌دهد. دو گرید دوبلکس کمترین میزان کرنش غیرالاستیک را برای دو پایین‌ترین سطح تنش نشان دادند. در سطح تنش 0.83×Rp0.2، دو گرید دوبلکس افزایش کرنش غیرالاستیک را در مقایسه با گریدهای آستنیتی و فریتی نشان می‌دهند. در سطح تنش 1.00 × Rp0.2 دو گرید دوبلکس بالاترین کرنش غیرکشسانی را نشان دادند. بخشی از توضیح احتمالاً این بود که گریدهای دوبلکس در مقایسه با گریدهای آستنیتی و فریتی استحکام اثبات بالاتری داشتند. این منجر به مقدار بیشتر کرنش در طول بارگذاری اولیه شد که در نتیجه منجر به سهم بیشتر کرنش پلاستیک در کرنش غیرکشسان می شود. میانگین سهم کرنش پلاستیک به کرنش غیرالاستیک برای گریدهای دوبلکس 33 درصد است که در آن 1.4462 بیشترین سهم کرنش پلاستیک را از بارگذاری اولیه دارد.

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی