بررسی تجربی و عددی جذب انرژی در نمونه آزمایش سقوط آزاد وزنه با شیار ماشین کاری شده در فولاد API X65

آزمایش ضربه سقوطی یک آزمایش رایج جهت تعیین خواص دینامیکی و محاسبه انرژی شکست نمونه های فولادی می باشد. هدف از این تحقیق ارایه روش های تجربی، عددی و تحلیلی جهت محاسبه میزان انرژی منتقل شده به نمونه حین اعمال ضربه می باشد. نمونه آزمایشگاهی از بدنه لوله فولادی از جنس API X65 با درز جوش مارپیچ با قطر خارجی 1219 میلی متر و ضخامت دیواره 3/14 میلی متر بریده و تا ابعاد استاندارد ماشین کاری شده است. سپس در وسط نمونه شیار شورن به عمق 1/5 میلی متر ایجاد و نمونه تحت بارگذاری دینامیکی با سرعت اولیه 3/6 متر بر ثانیه قرار گرفت. آزمایش بر روی سه نمونه با سقوط چکش از ارتفاع 2 متری صورت پذیرفت. با ترسیم و تحلیل نمودارهای انرژی-جابجایی و انرژی-سرعت چکش ضربه زننده یک رابطه خطی بین انرژی شکست نمونه و سرعت چکش بدست آمد. به کمک این رابطه می توان با معلوم بودن سرعت چکش ضربه زننده در هر لحظه، انرژی منتقل شده به نمونه و در نهایت انرژی شکست نمونه آزمایشگاهی را بدست آورد. همچنین، به کمک رابطه انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل و معلوم بودن موقعیت و سرعت چکش در هر لحظه می توان مقدار انرژی جذب شده داخل نمونه را با فرض ناچیز بودن تلفات بدست آورد.