مدل سازی عناصر محدود انتشار خرابی در خطوط لوله دریایی

در طراحی خطوط لوله دریایی، مانند هر سازه جدار نازک دیگر، موضوع پایداری نقش عمده ای ایفا می کند. به طور کلی در خطوط لوله دریایی دو نوع ناپایداری سازه ای، به صورت کمانش کلی و کمانش موضعی (خرابی) ممکن است اتفاق بیفتد. اما موضوع ناپایداری موضعی در لوله ای که در آب عمیق کار گذارده می شود، با دیگر خطوط لوله تفاوت دارد. این تفاوت از آنجا ناشی می شود که به واسطه قرار گرفتن لوله تحت فشار بسیار زیاد (فشار هیدرواستاتیکی آب)، ناپایداری موضعی قابلیت انتشار در طول لوله پیدا می کند.
در پژوهش حاضر نخست مختصری به پدیده مزبور، که به نام انتشار خرابی شناخته می شود و دلایل وقوع آن در خطوط لوله دریایی پرداخته می شود. سپس مدل سازی عناصر محدود دو بعدی و سه بعدی آن شرح داده شده و برای چند نمونه مدل، نتایج به دست آمده با نتایج آزمایشگاهی مقایسه می شود. روش های مدل سازی ارایه شده به سهولت قابل کاربرد بوده و نتایج به دست آمده برای هر دو حالت دو بعدی و سه بعدی، تطابق مطلوبی با نتایج ازمایشگاهی نشان می دهند. یافتن حداقل ناکاملی مورد نیاز برای گذر از نقاط دو شاخگی، به کارگیری مشخصات هندسی اسمی لوله و استفاده از رابطه تنش- کرنش Ramberg-Osgood اصلاح شده جهت توصیف رفتار مصالح، خصوصیات اصلی روش سه بعدی پیشنهاد شده در تحقیق حاضر می باشند. روش مذکور در مقایسه با تحلیل عددی قبلی که در سال 2002 توسط Toscano و همکارانش انجام شده است، نتایج بهتری به دست می دهد.