Ин таҳқиқот рафтори сохтории пайвастҳои болтии навъи соишӣ ва навъи фишориро, ки аз варақҳои пӯлоди зангногири дуплекси баландмустаҳками S2205 сохта шудаанд, бо таҷрибаҳо ва моделҳои тасдиқшудаи унсурҳои ниҳоӣ меомӯзад. Муҳаққиқон аввал хосиятҳои воқеии механикии варақҳои ғафсиашон 8, 20 ва 30 mm-ро муайян карда, сипас дар чор шароити гуногуни сатҳи тамос 20 озмоиши муқовимати лағзиш ва ҳашт озмоиши фишориро бо геометрияҳои гуногуни канорӣ анҷом доданд.

Дар сатҳи прокатшудаи коркарднашуда коэффисиенти миёнаи лағзиш тақрибан 0,34 чен карда шуд. Дар сатҳҳои бо абразиви garnet пошишуда ин қимат ба 0,72, дар рӯйпӯши пӯлоди зангногири бо пошиши камонӣ ба 0,77 ва дар пайвастҳое, ки қабати миёнарави мисии 3 mm истифода шудааст, ба 0,76 расид. Муҳаққиқон барои истифодаи маъмулӣ дар сатҳҳои бо garnet пошишуда коэффисиенти бехатари тарҳии лағишро 0,65 ва дар сатҳҳои коркарднашуда 0,30 пешниҳод карданд.

Дар пайвастҳои навъи фишорӣ, вақте масофа аз маркази сӯрохии болт то нӯги варақ дар самти бор ба 2,0 диаметри сӯрох ва масофа то канори паҳлӯӣ ба 1,5 диаметри сӯрох расид, ба ҷойи кандашавии шиканандаи буришӣ ё шикасти қитъаи холис, рафтори пластикии фишориши сӯрох инкишоф ёфт. Дар фосилаҳои хурди болт механизми нави “кандашавии байни болтҳо” муайян карда шуд, ки дар он пайванди металлии байни ду сӯрох мешиканад. Таҳлили муфассали параметрӣ барои рафтори мустақили сӯрох фосилаи 3,0d₀-ро дастгирӣ мекунад, аммо дар ҷадвали тарҳии баъдии мақола ва бахши хулоса навишта шудани 2,5d₀ номувофиқии ҳалношуда мебошад.

Натиҷаҳои таҳқиқот нишон медиҳанд, ки бо омодасозии мувофиқи сатҳ S2205 метавонад дар пайвастҳои навъи соишӣ истифода шавад ва геометрияи пайваст гузариш аз шикасти шикананда ба фишориши пластикиро муайян мекунад. Бо вуҷуди ин, таҳқиқот аз peer review нагузаштааст; хастагӣ, таъсири заминларза, зангзании дарозмуддат, коҳиши пешбори болт бо гузашти вақт ва тағйироти сатҳ дар муҳити воқеии баҳрӣ берун аз доираи барномаи таҷрибавӣ мондаанд.

Саволи асосии таҳқиқот чист?

Таҳқиқот ба ду саволи асосии муҳандисӣ ҷавоб меҷӯяд. Якум, оё агар сатҳҳои пӯлоди зангногири дуплекси баландмустаҳками S2205 ба таври мувофиқ коркард шаванд, соише, ки бо пешбори болт ба вуҷуд меояд, барои интиқоли борҳои хизматӣ бе лағиш кофӣ баланд мешавад ё не. Дуюм, масофаҳои нӯг, канор ва байни болтҳо то чӣ андоза бояд бошанд, то варақ дар атрофи сӯрохии болт ба ҷойи кандашавии шикананда фишориши назоратшаванда ва пластикиро нишон диҳад.

S2205 навъи пӯлоди зангногири дуплекс мебошад, ки бо муодилҳои EN 1.4462 ва UNS S32205 муайян мешавад ва дар он фазаҳои ферритӣ ва аустенитӣ якҷоя мавҷуданд. Таҳқиқот мегӯяд, ки мустаҳкамии баланд ва муқовимат ба хлорид барои муҳитҳои соҳилӣ ва саноатии хашмгин бартарӣ медиҳад, аммо дар тарҳрезии пайвастҳо аксаран қоидаҳое истифода мешаванд, ки аз пӯлоди карбонӣ ё пӯлоди зангногири аустенитии мулоимтар гирифта шудаанд.

Фарқи байни пайвасти навъи соишӣ ва навъи фишорӣ чист?

Дар пайвасти навъи соишӣ болтҳои бо пешбори баланд варақҳоро ба ҳам фишурда нигоҳ медоранд. Бори беруна тавассути соиши статикӣ дар сатҳҳои тамос интиқол меёбад. Дар шароити хизматӣ лағиши нисбии варақҳо номатлуб аст. Аз ин рӯ тағйирёбандаи асосии тарҳ коэффисиенти лағиши сатҳи тамос мебошад.

Дар пайвасти навъи фишорӣ бошад, варақҳо метавонанд дар аввал лағжанд ё мустақиман ба танаи болт такя кунанд. Бор тавассути фишоре, ки танаи болт ба девори сӯрох медиҳад, ва қувваи буриш дар болт интиқол меёбад. Ин пайвастҳо нисбат ба пайвастҳои соишӣ метавонанд ҷойивазкунии бештар нишон диҳанд; аммо бо геометрияи мувофиқ метавонанд рафтори пластикӣ бо деформатсияи васеъ дар атрофи сӯрох инкишоф диҳанд.

Расми якуми таҳқиқот нишон медиҳад, ки дар пайвасти соишӣ бор бо фишурдан ва соиш, дар навъи фишорӣ бошад бо тамоси болт–сӯрох ва буриши болт интиқол меёбад. Диаграммаи қувва–ҷойивазкунӣ дар ҳамон расм таъкид мекунад, ки пайвасти соишӣ дар марҳилаи аввал сахтии баландтар ва пайвасти фишорӣ қобилияти ҷойивазкунии бештар дошта метавонад.

Чаро хосиятҳои мавод барои ҳар ғафсии варақ алоҳида чен карда шуданд?

Дар озмоишҳои пайваст варақи асосии 8 mm, варақҳои рӯйпӯши 20 mm ва барои тавсифи иловагии мавод варақҳои 30 mm истифода шуданд. Муҳаққиқон ба ҷойи истифодаи як қимати номиналии S2205 аз ҳар ғафсӣ се намунаи кашиш омода карда, ҷамъан нӯҳ озмоиши якмеҳвари кашиш анҷом доданд.

Пасттарин мустаҳкамии ҷорӣ ва кашиш дар варақи 20 mm ва баландтарин мустаҳкамӣ дар варақи 30 mm чен шуд. Ин натиҷа нишон медиҳад, ки ҳатто дар варақҳои бо як номи сифат истеҳсолшуда фарқиятҳои механикӣ вобаста ба ғафсӣ ва раванди истеҳсол ба вуҷуд омада метавонанд. Дар моделҳои унсурҳои ниҳоӣ барои варақи асосии 8 mm каҷҳои маводии намунаҳои 8 mm ва барои варақҳои рӯйпӯши 20 mm каҷҳои намунаҳои 20 mm истифода шуданд.

Рафтори шиддат–деформатсия чӣ гуна модел карда шуд?

Пӯлодҳои зангногир метавонанд мисли пӯлоди карбонӣ платои возеҳ ва ҳамвори ҷорӣ нишон надиҳанд. Аз ин рӯ таҳқиқот модели Ramberg–Osgood-ро бо модели Rasmussen, ки диапазони васеътари деформатсияро фаро мегирад, муқоиса кард.

Шакли асосии муносибати Ramberg–Osgood чунин аст:

\[ \varepsilon = \frac{\sigma}{E_0} +0{,}002 \left(\frac{\sigma}{\sigma_{0,2}}\right)^n \]

Дар ин ҷо \(E_0\) модули ибтидоии чандирӣ, \(\sigma_{0,2}\) мустаҳкамии мувофиқ ба 0,2 фоиз деформатсияи доимӣ ва \(n\) нишондиҳандаи сахтшавии деформатсионӣ мебошад.

Дар муқоиса бо каҷҳои таҷрибавӣ, модели пурраи Rasmussen рафтори номиналии шиддат–деформатсияро дар ҳамаи ғафсиҳо бо фарқи максималии тақрибан 2 фоиз ифода кард. Модели Ramberg–Osgood дар деформатсияҳои паст кофӣ буд, аммо минтақаи васеи сахтшавии пас аз ҷориро бо ҳамон дақиқӣ нишон дода натавонист.

Чаро дар таҳлили унсурҳои ниҳоӣ шиддати ҳақиқӣ истифода шуд?

Шиддати муҳандисие, ки мошини озмоишӣ медиҳад, бо тақсим кардани қувва ба масоҳати ибтидоии қитъа ҳисоб мешавад. Дар деформатсияҳои пластикии калон масоҳати қитъа кам мешавад, аз ин рӯ дар барномаҳои унсурҳои ниҳоӣ шиддати ҳақиқӣ ва деформатсияи пластикии ҳақиқӣ лозим аст.

То оғози гарданашавӣ таҳқиқот табдилҳои зеринро истифода кардааст:

\[ \sigma_{\mathrm{gerçek}}= \sigma_{\mathrm{nominal}} \left(1+\varepsilon_{\mathrm{nominal}}\right) \]

\[ \varepsilon_{\mathrm{plastik}}= \ln\left(1+\varepsilon_{\mathrm{nominal}}\right) -\frac{\sigma_{\mathrm{gerçek}}}{E} \]

Пас аз оғози гарданашавӣ фарзияи якмеҳварӣ ва қитъаи якхела эътибори худро гум мекунад, аз ин рӯ идомаи каҷ бо калибровкаи баръакс ба ҷавоби бор–дарозшавии намунаи кашиш ислоҳ шудааст. Ҳадаф пешгирӣ аз паст ҳисоб кардани қобилияти борбардории моделҳои пайваст мебошад, ки дар онҳо дар атрофи сӯрох пластикшавӣ ва кандашавии шадид инкишоф меёбанд.

Озмоишҳои пайвасти навъи соишӣ чӣ гуна омода шуданд?

Дар озмоишҳои соишӣ пайвастҳои дубуришӣ аз ду варақи рӯйпӯши 20 mm ва як варақи асосии 20 mm истифода шуданд. Дар ҳар тарафи интиқоли бор ду болти M20 ва ду сатҳи тамос мавҷуд буданд. Диаметри сӯрох 22 mm буд.

Ҷамъан 20 озмоиш дар се гурӯҳи муқоисавӣ ташкил шуд:

• Муқоисаи коркардҳои гуногуни сатҳ
• Тағйир додани пешбори болт байни 0,6P ва 1,4P
• Муқоисаи болтҳои пӯлоди карбонии синфи 10.9 бо болтҳои зангногири A4-80

Кадом коркардҳои сатҳи тамос истифода шуданд?

Пошиши garnet аз ифодаи маъмултари “қумпошӣ” дар таҳқиқот мушаххастар аст. Ба сифати абразив на реги кварсӣ, балки garnet-и сахттар истифода шудааст, ки профили сатҳи хашмгинтар эҷод мекунад. Аз ин рӯ коэффисиентҳои лағиши бадастомадаро набояд мустақиман ба коркардҳои бо абразиви мулоимтар гузаронидашуда татбиқ кард.

Коэффисиенти лағиш чӣ гуна ҳисоб карда шуд?

Коэффисиенти лағиш бо тақсим кардани бори ченшудаи лағиш ба шумораи сатҳҳои тамос ва маҷмӯи пешбори болтҳо ҳисоб шуд:

\[ \mu= \frac{N_v} {n_f\sum P_t} \]

Дар ин ҷо \(N_v\) бори лағиши дар озмоиш муайяншуда, \(n_f=2\) шумораи сатҳҳои тамос ва \(\sum P_t\) маҷмӯи пешбори ибтидоӣ дар ду болти тарафи лағиш мебошад.

Дар озмоишҳои пошиши камонӣ ва қабати миёнарави мис, зеро каҷи бор–ҷойивазкунӣ пас аз қулла паст мешуд, бори лағиш ҳамчун қимати қулла гирифта шуд. Дар сатҳҳои бо garnet пошишуда ба ҷойи пастшавии возеҳи қулла тағйири нишебӣ дида шуд, аз ин рӯ оғози лағиш нуқтае муайян гардид, ки каҷ ногаҳон ҳамвор мешавад.

Таъсири ченшудаи коркардҳои сатҳ чӣ буд?

Намунаи M4-2 дар гурӯҳи коркарднашуда аз ҳисоби миёна хориҷ карда шуд, зеро пас аз озмоиш дар варақи рӯйпӯш хамшавии ҷиддӣ пайдо гардид. Муҳаққиқон мегӯянд, ки ин хориҷкунӣ на ба натиҷаи оморӣ, балки ба нуқсони намунае асос ёфтааст, ки ченкуниро ҷисмонӣ вайрон кардааст.

Чаро сатҳи бо garnet пошишуда тавсия шуд?

Гарчанде пошиши камонӣ ва қабати миёнарави мис коэффисиентҳои миёнаи каме баландтар доданд, барои истифодаи маъмулӣ пошиши garnet тавсия шудааст. Сабабҳо паҳнтар, иқтисодӣ ва такроршаванда будани татбиқ мебошанд. Илова бар ин, пас аз лағиши аввал профили сахт ва амиқи сатҳ пурра ҳамвор нашуд, аз ин рӯ як қисми қобилияти боқимондаи соиш нигоҳ дошта шуд.

Рӯйпӯши зангногири 316 бо пошиши камонӣ ва қабати мис то лағиши аввал муқовимати баланд нишон доданд, аммо қабатҳои металлии мулоим пас аз лағиш бурида ва ҳамвор шуда, қобилияти борбардориро кам карданд. Пошиши камонӣ барои муҳитҳои сахти баҳрӣ, ки ҳифзи иловагии зангзанӣ лозим аст; қабати миёнарави мис барои истифодаҳои махсус ва гаронтар арзёбӣ шудааст.

Сабаби физикии соиши баланд дар сатҳҳои S2205 чист?

Сахтии миёнаи Vickers дар сатҳи S2205 тақрибан 290 HV чен шуд. Муҳаққиқон мегӯянд, ки ин сахтии баланд кӯфта шудани барҷастагиҳои сатҳро зери қувваи фишурдани болт ба таъхир андохта, қулфшавии механикиро нигоҳ медорад.

Ноҳамвории миёнаи сатҳ дар ҳолати коркарднашуда 1,15 µm буд, пас аз пошиши garnet ба 8,45 µm ва пас аз пошиши камонӣ ба 5,96 µm расид. Тафсири таҳқиқот ин аст, ки сахтии баланди мавод ва профили амиқи сатҳ якҷоя коэффисиенти лағишро зиёд мекунанд.

Ин натиҷа нишон намедиҳад, ки ҳамаи маҳсулоти S2205 ва ҳамаи равандҳои пошиш автоматӣ ҳамин коэффисиентро медиҳанд. Навъи абразив, андозаи дона, фишори пошиш, тозагии сатҳ, вақти интизорӣ, зангзанӣ ва шароити васл бояд алоҳида назорат шаванд.

Пешбори болт ба коэффисиенти лағиш чӣ гуна таъсир кард?

Дар сатҳҳои коркарднашуда пешбори номиналии тарҳии болтҳои M20 синфи 10.9 ҳамчун 155 kN гирифта шуд. Пешбор байни 0,6P ва 1,4P тағйир дода шуд.

Баландтарин қимат тақрибан дар 0,8P дида шуд. Дар пешбори хеле паст мумкин аст байни барҷастагиҳои сатҳ тамоси кофӣ ва яксон ба вуҷуд наомада бошад. Дар пешбори хеле баланд бошад ҳамвор шудани қисман барҷастагиҳо метавонад қулфшавии механикиро кам кунад. Муҳаққиқон мегӯянд, ки барои тарҳ пешбори стандартӣ кофист ва фишурдани бештар коэффисиенти лағишро зиёд намекунад.

Чаро болтҳои зангногири A4-80 мушкил эҷод карданд?

Болтҳои карбонии M20 синфи 10.9 тақрибан ба 155 kN пешбор расиданд. Гарчанде ҳадафи ҳисобшуда барои болтҳои аустенитии A4-80 103 kN буд, дар риштаҳо тақрибан аз 50 kN боло деформатсия оғоз шуд. Аз ин рӯ дар озмоишҳо пешбори корӣ барои ҳар болт тақрибан бо 40 kN маҳдуд карда шуд.

Дар сатҳҳои бо пошиши камонӣ коэффисиенти миёнаи лағиш бо болтҳои 10.9 0,772 ва бо болтҳои A4-80 0,780 ёфт шуд. Ин монандӣ нишон медиҳад, ки коэффисиенти нормализатсияшудаи лағиш асосан хосияти сатҳи тамос аст.

Аммо монанд будани коэффисиентҳо маънои баробар будани қобилияти умумии лағиши пайвастро надорад. Азбаски муқовимати лағиш ба пешбор ҳам мутаносиб аст, бори умумии лағиши пайваст бо болтҳои A4-80 ва пешбори 40 kN аз пайваст бо болтҳои 10.9 ва пешбори 155 kN хеле пасттар аст. Таҳқиқот эҳтиёҷ ба болти махсусеро, ки ҳам мустаҳкамии баланд ва ҳам мувофиқати зангзаниро бо S2205 таъмин мекунад, ҳамчун холигии муҳими муҳандисӣ муайян мекунад.

Озмоишҳои пайвасти навъи фишорӣ чӣ гуна анҷом шуданд?

Дар озмоишҳои фишорӣ варақи асосии S2205 бо ғафсии 8 mm байни ду варақи рӯйпӯши 20 mm ҷойгир карда шуд. Дар тарафи озмоиш як болти M30 ва дар тарафи маҳкамкунӣ ду болт истифода шуданд. Диаметри сӯрох \(d_0=31\) mm ва диаметри болт 30 mm буд.

Барои пешгирӣ аз он ки буриши болт пеш аз фишориши варақ ба вуҷуд ояд, болтҳои баландмустаҳками M30 синфи 10.9 интихоб шуданд. Болтҳо ба ҳолати васли сабуки фишурда бо пешбори тақрибан 20 kN оварда шуданд ва озмоиш бо суръати ҷойивазкунии 0,05 mm/s гузаронида шуд. Дарозшавии сӯрох мустақиман бо сенсори LVDT чен карда шуд.

Масофаҳои нӯг ва канор чӣ гуна муайян шуданд?

Масофа аз маркази сӯрох то нӯги варақ дар самти бор ҳамчун \(e_1\), ва масофа аз маркази сӯрох то канори паҳлӯӣ ҳамчун \(e_2\) муайян шуд:

\[ \alpha=\frac{e_1}{d_0} \qquad \beta=\frac{e_2}{d_0} \]

Дар озмоишҳои масофаи нӯг \(\beta=1{,}5\) собит нигоҳ дошта шуда, \(\alpha\) тақрибан байни 1,0 ва 3,0 тағйир дода шуд. Дар озмоишҳои масофаи канор \(\alpha=2{,}0\) собит нигоҳ дошта шуда, \(\beta\) тақрибан байни 1,0 ва 2,0 тағйир ёфт.

Масофаи нӯг кадом шаклҳои шикастро ба вуҷуд овард?

• \(\alpha=1{,}0\): Аз сӯрох ба сӯи нӯги варақ тақрибан дар самти 45° ду банди буриш пайдо шуда, қисми нӯги варақ ҳамчун блок канда шуд.
• \(\alpha\approx1{,}5-2{,}0\): Девори сӯрох дар пеши болт сахт фишурда шуд, сӯрох дар самти бор дароз гардид ва рафтори пластикии фишорӣ инкишоф ёфт.
• \(\alpha\approx2{,}5-3{,}0\), \(\beta=1{,}5\): Дар баробари фишориш дар атрофи сӯрох, кандашавӣ ба сӯи канори паҳлӯӣ инкишоф ёфта ва шикасти омехта дида шуд.

Шиддати номиналии фишориши девори сӯрох бо шакли зерин ҳисоб шуд:

\[ \sigma_b=\frac{F_u}{d\,t} \]

Дар ин ҷо \(F_u\) бори максималӣ, \(d\) диаметри болт ва \(t\) ғафсии воқеии варақи асосӣ мебошад. Барои муқоиса \(\sigma_b\) бо мустаҳкамии миёнаи кашиши варақи 8 mm, \(f_u=828{,}2\) MPa, нормализатсия шуд.

Дар шароити \(\beta=1{,}5\), қобилият байни \(\alpha=1{,}0\) ва 2,0 босуръат афзуд ва пас аз 2,0 ба таври равшан ҳамвор шуд. Аз ин рӯ таҳқиқот масофаи ҳадди ақали нӯгро ҳамчун \(e_1\geq2{,}0d_0\) пешниҳод мекунад.

Масофаи канор кадом шаклҳои шикастро ба вуҷуд овард?

Дар \(\beta=1{,}0\) қитъаи холиси паҳлӯи сӯрох танг монд ва варақ дар хатти сӯрохии болт аз таъсири кашиш канда шуд. Дар девори сӯрох фишориши назаррас инкишоф наёфт.

Вақте \(\beta\) тақрибан 1,5 ва 2,0 шуд, қитъаи холис васеъ гардид ва шикаст ба механизми пластикии фишориш дар атрофи сӯрох гузашт.

Зиёд кардани масофаи канор аз 1,0d₀ ба 1,5d₀ қобилияти нормализатсияшударо 90,7 фоиз зиёд кард. Афзоиш аз 1,5d₀ ба 2,0d₀ бошад танҳо 3,4 фоиз қобилияти иловагӣ дод. Аз ин рӯ масофаи ҳадди ақали канор ҳамчун \(e_2\geq1{,}5d_0\) пешниҳод шудааст.

Модели унсурҳои ниҳоӣ чӣ гуна сохта шуд?

Модел дар барномаи ғайрихаттии унсурҳои ниҳоии MSC Marc омода карда шуд. Варақи асосӣ, варақҳои рӯйпӯш ва болт бо унсурҳои сахти ҳаштгиреҳӣ модел шуданд. Дар атрофи сӯрох андозаи шабака тақрибан 1 mm истифода шуда ва бо дур шудан аз сӯрох шабака камзичтар гардид.

Тамосҳои байни варақҳо ва болт–сӯрох бо тамоси сахти нормалӣ ва соиши Coulomb муайян шуданд. Барои сатҳи коркарднашуда коэффисиенти соиш 0,3 гирифта шуд. Пешбори болт бо додани шиддати ибтидоии меҳварӣ ба танаи болт ба вуҷуд оварда шуд.

Модел дар ду марҳила тасдиқ шуд:

• Барои ёздаҳ озмоиши соишӣ коэффисиенти ченшудаи лағиш ва пешбор мустақиман ба модел ворид шуданд.
• Барои ҳашт озмоиши фишорӣ бори максималӣ, каҷи бор–дарозшавии сӯрох ва деформатсияи эквивалентии пластикӣ дар минтақаи шикаст муқоиса шуданд.

Дақиқии тасдиқи модели унсурҳои ниҳоӣ чӣ қадар буд?

Дар марҳилаи соиш фарқи максималӣ байни борҳои аввалини лағиши таҷрибавӣ ва ҳисобшуда 0,67 фоиз ва фарқи миёна камтар аз 0,3 фоиз дода шудааст.

Дар марҳилаи фишорӣ фарқи максималии қобилият дар намунаи D4 2,72 фоиз ва фарқи миёна камтар аз 2 фоиз буд. Модел минтақаҳои кандашавии нӯгӣ, кандашавии қитъаи холис, фишориши тоза ва фишориш–кандашавии канории омехтаро мувофиқ ба аксҳои таҷрибавӣ бозофарид.

Ифодаи “хатои бори максималӣ камтар аз 7,1 фоиз” дар бахши хулоса бо ҷадвалҳои тасдиқ мувофиқат намекунад. Хатои максималие, ки ҷадвалҳои муфассал дастгирӣ мекунанд, 2,72 фоиз аст.

Таҳлили параметрӣ геометрияҳои ҳадди ақалро чӣ гуна тағйир дод?

Бо модели тасдиқшуда масофаи нӯг, масофаи канор, ғафсии варақ, пешбори болт, соиши сатҳ ва масофаи тӯлӣ байни ду болт тағйир дода шуданд.

Вақте \(\beta=1{,}5\), масофаи нӯг пас аз 2,0d₀ танҳо қобилияти иловагии маҳдуд дод. Аммо вақте \(\beta=2{,}0\), қобилият то қимати \(\alpha=3{,}0\) афзоишро идома дод. Ҳамин тавр, барои \(\alpha=2{,}0\) масофаи канор пас аз 1,5d₀ ҳамвор шуд, аммо дар масофаҳои калонтари нӯг қобилият то \(\beta=1{,}8-2{,}0\) афзуд.

Аз ин рӯ масофаи нӯги 2,0d₀ ва канори 1,5d₀ дар ҳар геометрия маънои платои мутлақи қобилиятро надоранд. Онҳо қиматҳои ҳадди ақаланд, ки дар конфигуратсияи асосии якболтаи таҳқиқот шикасти шиканандаро пешгирӣ карда, гузариш ба фишориши пластикиро таъмин мекунанд. Масофаҳои калонтар дар баъзе геометрияҳо қобилияти борбардориро боз ҳам зиёд карданд.

Кандашавии байни болтҳо чист?

Дар моделҳои дуболта масофаи байни марказҳо дар самти тӯлӣ \(s\) аз 2,0d₀ то 4,0d₀ тағйир дода шуд. Дар фосилаҳои хурд минтақаҳои пластикии атрофи ду сӯрох ба ҳам пайвастанд ва кандашавӣ дар тӯли пайванди металлии байни сӯрохҳо инкишоф ёфт.

• \(s=2{,}0d_0\): Кандашавии марказӣ байни сӯрохҳо.
• \(s=2{,}5d_0\): Рафтори омехта, ки фишориши сӯрох ва зарари минтақаи байнисӯрохӣ якҷоя дида мешаванд.
• \(s\geq3{,}0d_0\): Ҳар сӯрох асосан рафтори фишориши мустақили худро инкишоф медиҳад.

Матни муфассал равшан мегӯяд, ки барои инкишофи қобилияти мустақили яксӯрохӣ барои ҳар сӯрох ҳадди ақал \(s=3{,}0d_0\) лозим аст. Хулосаи таҳқиқот низ ҳамин қиматро медиҳад.

Баръакс, Ҷадвали 16 дар бахши Тавсияҳои тарҳ ва бахши хулоса фосилаи ҳадди ақалро \(2{,}5d_0\) менависанд. Аммо шакли шикасти модели 2,5d₀ дар ҷадвали параметрии дахлдор ҳамчун “шикасти омехта” тасниф шудааст. Аз ин рӯ тафсири эҳтиёткорона ва бештар ба далелҳои дохилии таҳқиқот вобаста ин аст, ки агар фишориши мустақили сӯрох талаб шавад, қимати 3,0d₀ асос гирифта шавад. Пеш аз табдил ба стандарти ниҳоии муҳандисӣ ин номувофиқӣ бояд аз ҷониби муаллифон ҳал карда шавад.

Оё пешбор қобилияти фишоришро зиёд кард?

Варақҳои асосии 8, 10 ва 12 mm бе пешбор ва бо пешбори 355 kN дар болти M30 муқоиса шуданд.

Пешбор бо имкон додан ба соиши байни варақҳо дар пеши сӯрох, то ки қисми борро бардорад, қобилиятро зиёд кард. Бо ғафс шудани варақ қобилияти фишориши девори сӯрох зудтар афзуд, аз ин рӯ саҳми нисбии соиш кам шуд.

Таҳқиқот мегӯяд, ки дар ҳисоби мустаҳкамии пайвастҳои навъи фишорӣ саҳми пешборро барои дар тарафи бехатар мондан метавон нодида гирифт. Бо вуҷуди ин, пешбор ҷойивазкунӣ дар бори максималиро ҳам кам карда ва сахтии пайвастро зиёд кардааст.

Соиши сатҳ ба қобилияти фишориш чӣ гуна таъсир кард?

Дар моделҳои якболтаи пешбордор, вақте коэффисиенти соиши байни варақҳо аз 0,3 ба 0,6 зиёд шуд, қобилияти максималии фишориш 12,8 фоиз афзуд. Сабаб он аст, ки қисми бор пеш аз расидан ба девори сӯрох тавассути соиши сатҳи тамос интиқол меёбад.

Дар матни баъдии тарҳ ин афзоиш ҳамчун 11,3 фоиз дода шудааст. График ва бахши таҳлили муфассал қимати 12,8 фоизро дастгирӣ мекунанд. Ин фарқи хурди ададӣ бояд дар нусхаи ниҳоӣ ислоҳ шавад.

Муқовимати тарҳии лағиши пешниҳодшуда чист?

Таҳқиқот муқовимати тарҳии пайвастҳои соиширо бо шакли умумии зерин медиҳад:

\[ N_v^b=0{,}9\,k_h\,n_f\,\mu\,P \]

Дар ин ҷо \(k_h\) коэффисиенти навъи сӯрох, \(n_f\) шумораи сатҳҳои тамос, \(\mu\) коэффисиенти тарҳии лағиш ва \(P\) пешбори тарҳии болт мебошад.

Бо поён гирд кардани пасттарин қиматҳои боэътимоди таҷрибаҳо коэффисиентҳои зерин пешниҳод шуданд:

• Сатҳи бо garnet пошишуда: \(\mu=0{,}65\)
• Сатҳи прокатшудаи коркарднашуда: \(\mu=0{,}30\)

Гарчанде барои сатҳҳои бо пошиши камонӣ ё қабати миёнарави мис қиматҳои миёнаи баланд ёфт шуданд, коэффисиенти алоҳидаи тарҳии кодӣ пешниҳод нашудааст. Назорати сифати истеҳсол ва рафтори дарозмуддати ин коркардҳо бояд алоҳида тасдиқ шаванд.

Таҳқиқот кадом натиҷаҳоро дастгирӣ мекунад?

• Хосиятҳои механикии варақҳои S2205 вобаста ба ғафсии варақ ба таври назаррас тағйир ёфтанд.
• Модели Rasmussen рафтори пурраи таҷрибавии шиддат–деформатсияро аз модели Ramberg–Osgood беҳтар ифода кард.
• Пошиши garnet, рӯйпӯши бо пошиши камонӣ ва қабати миёнарави мис коэффисиенти лағишро нисбат ба сатҳи коркарднашуда тақрибан зиёда аз ду баробар карданд.
• Коэффисиенти лағиш асосан хосияти сатҳи тамос аст; аммо қобилияти умумии лағиш ба пешбори болт вобаста мебошад.
• Болтҳои A4-80 пеш аз расидан ба пешбори баланди зарурӣ деформатсияи ришта нишон доданд.
• Масофаи нӯги тақрибан 2,0d₀ ва канори тақрибан 1,5d₀ дар геометрияи асосии таҷрибавӣ гузариш аз шикасти шикананда ба фишориши пластикиро таъмин кард.
• Дар фосилаҳои хурди болт кандашавӣ байни сӯрохҳо ба вуҷуд омада метавонад.
• Таҳлили муфассал барои фишориши мустақили сӯрох ҳадди ақал 3,0d₀ фосилаи тӯлиро дастгирӣ мекунад.
• Модели тасдиқшудаи унсурҳои ниҳоӣ қобилияти таҷрибавӣ ва минтақаҳои шикастро бо фарқҳои кам бозофарид.
• Пешбор ва соиши баландтари тамос қобилияти фишоришро зиёд карданд, аммо ин саҳмҳо нисбат ба қобилияти асосии фишориши варақ дуюмдараҷа монданд.

Таҳқиқот чиро исбот намекунад?

• Исбот намекунад, ки коэффисиентҳои пешниҳодшуда барои ҳамаи истеҳсолкунандагони S2205, партияҳои варақ ва мошинҳои омодасозии сатҳ эътибор доранд.
• Нишон намедиҳад, ки бо абразивҳои ғайри garnet ҳамон коэффисиенти лағиш ба даст меояд.
• Исбот намекунад, ки сатҳҳо солҳои зиёд дар зери оби баҳр, пошиши намак ё ифлосшавии саноатӣ ҳамон соишро нигоҳ медоранд.
• Нигоҳ доштани пешбори болтро пас аз хазиш, сустшавӣ, ларзиш ё даврҳои ҳароратӣ намеомӯзад.
• Хастагӣ, боргузории такрорӣ, даврҳои заминларза ё бори зарба арзёбӣ нашудаанд.
• Рафтори зангзании галваникии дарозмуддат байни мис ва S2205 таҷрибавӣ санҷида нашудааст.
• Тағйири ғафсӣ, часпиш ва таҳаммулҳои сифати саҳроии рӯйпӯши бо пошиши камонӣ омӯхта нашудаанд.
• Пайвасти воқеимиқёси бисёрболтаи сутун–болор, пул ё сохтори модулӣ санҷида нашудааст.
• Нишон намедиҳад, ки тавсияҳо мустақиман ба меъёрҳои тарҳрезии сохтори пӯлод ва пӯлоди зангногири Туркия мувофиқанд.
• Азбаски натиҷаҳо аз peer review нагузаштаанд, онҳо стандарти расмии тарҳ нестанд.

Аз нигоҳи Туркия чӣ маъно дорад?

Дар бандарҳо, пирсҳо, пулҳо, сохторҳои нақлиётӣ, иншооти саноатӣ ва конструксияҳои нимкушодаи пӯлодии соҳилҳои Туркия минтақаҳои пайваст метавонанд ба намӣ ва хлорид дучор шаванд. Таҳқиқот нишон медиҳад, ки танҳо интихоби варақи ба зангзанӣ тобовар кофӣ нест; маводи болт, пешбор, омодасозии сатҳи тамос ва геометрияи сӯрох бояд дар як система арзёбӣ шаванд.

Дар таҳқиқоти мутобиқсозӣ барои Туркия озмоишҳои коэффисиенти лағиш бояд бо партияҳои маҳаллии S2205, болтҳои воқеан истифодашаванда ва таҷҳизоти омодасозии сатҳи саҳро такрор шаванд. Пеш ва пас аз даврҳои пошиши намак ва таршавӣ–хушкшавӣ коэффисиенти лағиш, коҳиши пешбори болт, таъсири галваникӣ ва рафтори хастагӣ бояд омӯхта шаванд.

Хусусан нишон додани деформатсияи риштаи болтҳои A4-80 дар пешбори баланд равшан мекунад, ки танҳо интихоби варақи зангногир тамоми пайвастро ба зангзанӣ тобовар намекунад. Рушди системаҳои болт, гайка ва шайба, ки ҳам қобилияти баланди пешбор ва ҳам тобоварӣ ба муҳити баҳриро таъмин мекунанд, эҳтиёҷи алоҳидаи муҳандисӣ мебошад.

Усул ва бозёфтҳои таҳқиқот

Хулосаи барномаи таҷрибавӣ

Параметрҳои асосии озмоишҳои соиш

Параметрҳои асосии озмоишҳои фишорӣ

Қиматҳои ҳадди ақали тарҳии пешниҳодшуда

Паёми илмии расмҳо ва графикҳо

• Расми 1: Механизмҳои интиқоли бор дар пайвастҳои соишӣ ва фишорӣ, фарқи сахтӣ ва холигии мавҷудаи тарҳ барои пӯлодҳои зангногирро нишон медиҳад.
• Расми 4: Нишон медиҳад, ки модели Rasmussen ба каҷҳои пурраи шиддат–деформатсияи варақҳои 8, 20 ва 30 mm аз модели Ramberg–Osgood беҳтар мувофиқат мекунад.
• Расмҳои 5 ва 6: Ҷойгиршавии варақ, болт ва қабати миёнарави мисро дар озмоиши соишии дубуришӣ нишон медиҳанд. Дар шарҳи Расми 5 ёддошти муҳаррирӣ боқӣ мондааст, ки муаллифон аз матни ниҳоӣ хориҷ накардаанд.
• Расми 8: Рафтори гуногуни пас аз лағиши сатҳҳои коркарднашуда, бо garnet пошишуда, бо пошиши камонӣ ва бо қабати миёнарави мисро муқоиса мекунад.
• Расмҳои 11-13: Кандашавии нӯгӣ, кандашавии қитъаи холис, фишориши сӯрох ва кандашавии канории омехтаро бо аксҳои таҷрибавӣ нишон медиҳанд.
• Расмҳои 15-17: Мувофиқати наздики каҷҳои таҷрибавӣ бо натиҷаҳои унсурҳои ниҳоӣ ва минтақаҳои деформатсияи пластикиро нишон медиҳанд.
• Расмҳои 18-20: Нишон медиҳанд, ки бо тағйири масофаҳои нӯг, канор ва байни болтҳо шикаст аз кандашавии шикананда ба фишориши мустақили сӯрох мегузарад.
• Расми 21: Нишон медиҳад, ки афзоишҳои аввалини параметрҳои геометрӣ қобилиятро зуд зиёд мекунанд, аммо ҳади плато ба дигар тағйирёбандаҳои геометрӣ вобаста аст.
• Расми 22: Нишон медиҳад, ки бо зиёд шудани коэффисиенти соиши сатҳ дар пайвасти пешбордор қобилияти фишориш тақрибан хаттӣ меафзояд.

Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот

• Тавсифи мавод, озмоиши пайваст ва моделсозии ададӣ дар як таҳқиқот якҷо шудаанд.
• Каҷҳои маводии махсус барои ғафсии варақ истифода шудаанд.
• На танҳо бори максималӣ, балки оғози лағиш, дарозшавии сӯрох ва шакли шикаст низ омӯхта шудаанд.
• Чор ҳолати сатҳи дар амал татбиқшаванда мустақиман муқоиса шудаанд.
• Пешбори болт бо сенсори қувва дар вақти воқеӣ пайгирӣ шудааст.
• Каҷи шиддати ҳақиқӣ пас аз гарданашавӣ бо калибровкаи баръакс ислоҳ шудааст.
• Модели унсурҳои ниҳоӣ ҳам дар марҳилаи соиш ва ҳам фишориш бо таҷрибаҳо тасдиқ шудааст.
• Аз озмоишҳои якболта гузашта, таъсири байниҳамдигарии бисёрболта ва кандашавии байни сӯрохҳо омӯхта шудааст.
• Пасттарин натиҷаҳои эътиборноки таҷрибаҳо ба поён гирд карда шуда ва коэффисиентҳои эҳтиёткоронаи тарҳӣ пешниҳод шудаанд.

Маҳдудиятҳои таҳқиқот

• Таҳқиқот preprint-и аз peer review нагузашта аст.
• Барои ҳар коркарди асосии сатҳ танҳо се такрор анҷом шудааст.
• Дар баъзе сатҳҳои гурӯҳи пешбор танҳо як намуна мавҷуд аст.
• Гарчанде хориҷ кардани намунаи M4-2 ба нуқсони физикӣ асос ёфтааст, миёнаи гурӯҳи коркарднашударо ба ду намунаи эътиборнок кам кардааст.
• Озмоишҳои лағиш пеш ва пас аз зангзанӣ анҷом нашудаанд.
• Сустшавии дарозмуддати болт ва коҳиши пешбор омӯхта нашудаанд.
• Хастагӣ ва боргузории даврии заминларза арзёбӣ нашудаанд.
• Дар таҳлили унсурҳои ниҳоӣ барои оғози зарар ва пешрафти тарқиш модели муфассали механикаи шикаст шарҳ дода нашудааст.
• Барои пошиши камонӣ ва қабати миёнарави мис коэффисиентҳои алоҳидаи бехатари тарҳӣ ҳосил нашудаанд.
• Барои фосилаи тӯлии болт байни 2,5d₀ ва 3,0d₀ номувофиқии ҳалношуда мавҷуд аст.
• Хатои 7,1 фоизаи унсурҳои ниҳоӣ дар бахши хулоса бо хатои максималии 2,72 фоиза дар ҷадвалҳои тасдиқ мувофиқат намекунад.
• Фоизҳои афзоиши қобилият аз пешбор ва соиш дар бахшҳои гуногун пурра мувофиқ нестанд.
• Дар шарҳи Расми 5 ёддошти муаллиф/муҳаррир боқӣ мондааст, ки бояд пеш аз нашр хориҷ мешуд.

Тасдиқҳои зарурӣ дар оянда

• Озмоишҳои такрорӣ бо партияҳои S2205 аз истеҳсолкунандагони гуногун
• Таъсири андозаи донаи garnet ва параметрҳои пошиш ба коэффисиенти лағиш
• Рафтори соиш пас аз даврҳои пошиши намак ва таршавӣ–хушкшавӣ
• Зангзании галваникӣ ва таъсири фишурдани дарозмуддат дар қабати миёнарави мис
• Таҳаммулҳои ғафсӣ, часпиш ва фарсудашавӣ дар рӯйпӯши бо пошиши камонӣ
• Рафтори сустшавии пешбор дар тӯли моҳҳо ва солҳо
• Озмоишҳои хастагӣ, даври заминларза ва зарба
• Рушди болти махсуси баландмустаҳкам ва ба зангзанӣ тобовар
• Озмоишҳои воқеимиқёси пайвастҳои бисёрболта
• Озмоишҳои иловагӣ барои ҳал кардани номувофиқии фосилаи болти 2,5d₀ ва 3,0d₀
• Калибровкаи эътимоднокӣ бо мавод, болт ва стандартҳои татбиқшаванда дар Туркия

Ёддошти манбаъ ва усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: Structural Performance and Design of High-Strength Duplex Stainless Steel S2205 Bolted Connections

Муаллифон: Zongyan Li, Fuqiang Du ва Tao Cui.

Тартиби муаллифон: Zongyan Li муаллифи якум, Fuqiang Du дуюм ва Tao Cui сеюм аст.

Маълумоти саҳми баробар: Изҳороти муаллифи аввали баробар ё саҳми баробар вуҷуд надорад.

Муаллифи масъул: Tao Cui.

Муассисаҳо:

• Institute of Transportation, Inner Mongolia University, Hohhot, Чин.
• National Engineering Research Center for Steel Construction, Central Research Institute of Building and Construction Co. Ltd. MCC, Пекин, Чин.

DOI: Маълумоти DOI дар матни таҳқиқот ошкоро дода нашудааст ва тавассути сабти расмии мустақил тасдиқ нашудааст.

Журнал: Нашр дар журнали peer-reviewed тасдиқ нашудааст.

Платформаи нашр: SSRN.

Рақами сабти SSRN: 7207500.

Соли нашр: Таҳқиқоти боршуда ҳамчун preprint-и соли 2026 арзёбӣ шудааст; дар саҳифаи унвон санаи алоҳидаи нашр вуҷуд надорад.

Навъи манбаъ: Preprint-и муҳандисии аз peer review нагузашта, ки озмоишҳои мавод, озмоишҳои пайвасти болтӣ ва таҳлилҳои тасдиқшудаи унсурҳои ниҳоиро дар бар мегирад.

Пайванди расмӣ:https://ssrn.com/abstract=7207500

Маблағгузорӣ: Таҳқиқот дастгирии National Natural Science Foundation of China бо рақами 52208225 ва Inner Mongolia Autonomous Region Natural Science Foundation бо рақами 2026SHZR4037-ро гузориш медиҳад. Гуфта шудааст, ки майдони таҷрибавӣ ва дастгирии таҷҳизот аз ҷониби Central Research Institute of Building and Construction of MCC Group таъмин шудааст.

Ихтилофи манфиатҳо: Дар таҳқиқоти боршуда изҳороти алоҳида ва ошкори ихтилофи манфиатҳо вуҷуд надорад.

Дастрасӣ ба маълумот: Маълумоти хоми таҷрибавӣ, файлҳои модели унсурҳои ниҳоӣ ё пайванди анбори алоҳидаи кушодаи маълумот дар таҳқиқот дода нашудааст.

Ёддошти номувофиқии муҳаррирӣ: Хулосаи таҳқиқот ва бахши таҳлили параметрии бисёрболта барои фишориши мустақили сӯрох фосилаи ҳадди ақали тӯлии болтро 3,0d₀ нишон медиҳанд. Ҷадвали тарҳ ва бахши хулоса бошад қимати 2,5d₀-ро медиҳанд. Дар ҷадвали параметрӣ 2,5d₀ ҳанӯз ҳамчун шикасти омехта ва 3,0d₀ ҳамчун фишориши мустақил тасниф шудааст. Илова бар ин, хатои максималии 2,72 фоиз дар ҷадвали муфассали тасдиқ бо ифодаи 7,1 фоиз дар бахши хулоса мувофиқат намекунад.

Ин матн бар асоси матни таҳқиқоти боршуда, ҷадвалҳои таҷрибавӣ, формулаҳо, геометрияҳои намуна, аксҳои шикаст, графикҳои бор–ҷойивазкунӣ, натиҷаҳои унсурҳои ниҳоӣ ва тафсири механизм аз ҷониби муҳаққиқон омода шудааст. Натиҷаи нави таҷрибавӣ, тасдиқи маҳсулот, ҳуҷҷати мувофиқати стандарт ё муваффақияти саҳроӣ, ки дар таҳқиқот вуҷуд надорад, илова нашудааст.

Таҳқиқот аз peer review нагузаштааст. Коэффисиентҳои пешниҳодшудаи лағиш ва ҳудудҳои геометрӣ танҳо барои варақҳои S2205, болтҳо, коркардҳои сатҳ, геометрияҳои намуна ва шароити таҷрибавии омӯхташуда мустақиман дастгирӣ мешаванд. Дар тарҳрезии сохтори воқеӣ меъёрҳои амалкунандаи Туркия, борҳои лоиҳа, хастагӣ, заминларза, зангзанӣ, таҳаммулҳои васл ва санҷишҳои мустақили муҳандисӣ бояд алоҳида арзёбӣ шаванд.