خطوط لوله فولادی API-5L از اجزای حیاتی در صنایع نفت و گاز هستند که تحت بارگذاریهای پیچیده مکانیکی و محیطی قرار میگیرند و پیشبینی رفتار مکانیکی و مکانیزمهای شکست این فولادها نیازمند مدلهای پیشرفته است. در این پژوهش، مدل جانسون-کوک به عنوان یکی از پرکاربردترین مدلهای الاستوپلاستیک و شکست، برای فولاد API-5L مورد کالیبراسیون و ارزیابی قرار گرفته است. بهمنظور استخراج دادههای تجربی، آزمونهای کشش تکمحوری بر روی نمونههای استاندارد و شیاردار با شعاعهای مختلف انجام شد. نتایج تنش-کرنش حقیقی، رفتار الاستیک-پلاستیک ماده و کرنش شکست تحت سطوح متفاوت تنش سهمحوری را آشکار ساخت. نتایج نشان داد که افزایش تنش سهمحوری موجب کاهش نمایی کرنش شکست میشود و تمرکز کرنش و آسیب در نمونههای با شیار کوچکتر، در نزدیکی ریشه شیار آغاز میشود. برای اعتبارسنجی مدل، شبیهسازی اجزای محدود سهبعدی انجام گرفت. مقایسه نتایج نشان داد که مدل جانسون-کوک قادر به بازتولید دقیق منحنی نیرو-جابجایی و پیشبینی بار حداکثر با خطای 1 تا 3 درصد است هرچند در پیشبینی جابجایی شکست، اختلاف بیشتری مشاهده شد که ناشی از محدودیتهای ذاتی مدل در شرایط هندسی خاص است. این مطالعه نشان میدهد که کالیبراسیون دقیق مدل جانسون-کوک بر اساس دادههای آزمایشگاهی، ابزاری کارآمد برای شبیهسازی و پیشبینی شکست فولادهای لولهای API-5L فراهم میآورد و میتواند در تحلیلهای طراحی و ارزیابی ایمنی خطوط انتقال انرژی مورد استفاده قرار گیرد.
