(علمی - پژوهشی)

---

در طراحی خطوط لوله دریایی، مانند هر سازه جدار نازک دیگر، موضوع پایداری نقش عمده­ای ایفا می­کند. به طورکلی در خطوط لوله دریایی دو نوع ناپایداری سازه­ای، به صورت کمانش کلی و کمانش موضعی (خرابی) ممکن است اتفاق بیفتد. اما موضوع ناپایداری موضعی در لوله­ای که در آب عمیق کار گذارده می­شود، با دیگر خطوط لوله تفاوت دارد. این تفاوت از آنجا ناشی می­شود که بواسطه قرار گرفتن لوله تحت فشار بسیار زیاد (فشار هیدرواستاتیکی آب)، ناپایداری موضعی قابلیت انتشار در طول لوله پیدا می­کند.

در پژوهش حاضر نخست مختصری به پدیده مزبور، که به نام انتشار خرابی شناخته می­شود، و دلایل وقوع آن در خطوط لوله دریایی پرداخته می­شود. سپس مدل­سازی عناصرمحدود دوبعدی و سه­بعدی آن شرح داده شده و برای چند نمونه مدل، نتایج به دست آمده با نتایج آزمایشگاهی مقایسه می­شود. روش­های مدل­سازی ارائه شده به سهولت قابل کاربرد بوده و نتایج به دست آمده برای هر دو حالت دو بعدی و سه بعدی، تطابق مطلوبی با نتایج آزمایشگاهی نشان می­دهند. یافتن حداقل ناکاملی مورد نیاز برای گذر از نقاط دوشاخگی، به کارگیری مشخصات هندسی اسمی لوله و استفاده از رابطه تنش-کرنش Ramberg-Osgood اصلاح شده جهت توصیف رفتار مصالح، خصوصیات اصلی روش سه­بعدی پیشنهاد شده در تحقیق حاضر می­باشند. روش مذکور در مقایسه با تحلیل عددی قبلی که در سال ۲۰۰۲ توسط Toscano و همکارانش انجام شده است، نتایج بهتری به دست می­دهد.

---

یک خط لوله از جمله سازه هایی می باشد که در طراحی آنها معمولا پایداری، نقش مهمی را ایفا می کند. به علت اعمال نیروی بیش از حد به نقطه ای از لوله، احتمال وقوع کمانش موضعی وجود دارد. یکی از راه هایی که بتوان مطمئن شد که کمانش در اثر ایجاد خرابی موضعی انتشار نمی یابد، نصب متوالی کمانش گیرها در طول خط لوله است، که باعث می شود کمانش منتشر شده، تنها در فاصله بین دو کمانش گیر باقی بماند. فاصله بین دو کمانش گیر معمولا به صورت سعی و خطا (مثلا در طول مراحل تعمیر) تعیین شده و معمولا بین ۲۴۰-۹۰ متر متغیر است. در تحلیل های غیرخطی، هر دو رفتار غیرخطی هندسی و مصالح منظور شده است. فاصله بین کمانش گیرها با در نظرگیری نسبت های مختلف قطر به ضخامت لوله (D/t)، ضخامت کمانش گیر به ضخامت لوله (h/t) و طول کمانش گیر به قطر لوله (L_a/D) در فشارهای مختلف ( شامل فشار گذر کمانش از کمانش گیر و فشار توقف کمانش) تعیین گردیده است.