مقاومت کمانشی شاه تیر

مقاومت کمانشی شاه تیر  – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه راه – ساختمان، معماری، عمران

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

مقاومت کمانشی شاه تیرهای باریک شونده پل تحت برش و خمش ترکیبی

 چکیده

این مقاله نسبت به ارائه نتایج جزء محدود برای کمانش محلی شاه تیرهای ورقی باریک شونده، قرار گرفته در معرض تنش های ترکیبی خمشی و برشی، اقدام می نماید. بر این مبنا یک مدل ایده آل ارائه می شود که معرف بار پانل باریک شونده ای است که خود سبب ایجاد تنش های نرمال یکنواخت به واسطه انحنا، یا تنش های یکنواخت و ثابت برشی بواسطه برش می شود. تحلیل مقادیر ویژه برای چندین شاه تیر ورق جان باریک شونده نیز انجام شد که دارای پارامترهای هندسی مختلفی می باشند. یک مطالعه پارامتریک جهت کاهش اندازه مدل FE انجام پذیرفت که نشان دهنده تأثیر کاهشی پانل های باریک شونده ای می باشد که در مجاورت پانل های عادی قرار گرفته که دقت نتیجه یکسانی همانند یک مدل شاه تیر کامل را ارائه می دهند. ظرفیت کمانشی ترکیبی دو پارامتر خمشی و برشی از طریق بکارگیری کلیه ترکیبات الگوی بار، همراه با نسبت های بر همکنشی مختلف حاصل آمده است. یک مطالعه تحلیلی نیز جهت بررسی تأثیر زاویه باریک شوندگی بر روی ظرفیت خمشی ـ برشی شاه تیر ارائه گردیده است. این مطالعه همچنین شامل تأثیر باریک شوندگی بال و جان بر روی کمانش محلی شاه تیر می باشد. با توجه به تنش های باقیمانده به عنوان بخشی از تنش های بارگذاری، رویه تحلیلی برای برخی از موارد تکرار می شود و تأثیر ترکیب تنش های باقیمانده همراه با بارهای خارجی مشخص می شوند. فرمول تقریبی آزمایشی نیز جهت برآورد مطمئن مقاومت کمانشی خمشی برشی شاه تیرهای باریک شونده ارائه می گردد.

کلمات کلیدی: شاه تیرهای ورقی باریک شونده، کمانش جان، کمانش ترکیبی برشی و خمشی، پایداری الاستیک.

مقدمه

تیر ورق ها به طور گسترده ای در سازه های فولادی مورد استفاده قرار می گیرند، مخصوصاً به هنگامی که نیاز جهت مقاومت در برابر سطح بالایی از بار، نظیر کاربرد در پل ها، وجود داشته باشد. کاربرد تیر جان های کاملاً باریک غالباً جهت ارائه یک ویژگی مکفی در طراحی مد نظر هستند. باریک شوندگی عمق جان را می توان به گونه ای اعمال نمود تا از کاربرد مقادیر بیش از حد مواد جلوگیری نمود.

…

این مقاله به سه بخش تقسیم می شود. بخش اول نشان دهنده مدل جزء محدود، همراه با مدل ایده آل بارگذاری می باشد که هدف آن ایجاد تنش های خمشی یکنواخت بدون تنش برشی، یا بالعکس، می باشد. بنابراین، از طریق بکارگیری هر دو الگوی خمشی و برشی با ضرایب بارگذاری مختلف و ترکیبات متفاوت جهتی، مقاومت خمشی ـ برشی مرتبط با برهمکنش برای ضرایب بارگذاری، تعیین کننده تأثیر حقیقی تنش های خمشی و / یا برشی بر روی تاب کمانشی الاستیکی پانل باریک شونده، مشخص می گردد. بخش دوم معرف مطالعات تحلیلی انجام شده با استفاده از تحلیل مقادیر ویژه FEM است. دیاگرام های برهمکنش خمشی ـ برشی با توجه به ضرایب بارگذاری های مختلف شامل ضرایب باریک شوندگی جان و بال، ضرایب طول پانل و ضریب باریک شوندگی مورد بررسی قرار می گیرند. به علاوه، نتایج حاصله مشخص کننده تأثیر زاویه باریک شوندگی جان بر روی ظرفیت برهمکنش تیر ورقی باریک شونده می باشد.

در نهایت مباحث و نتیجه گیری ها با توجه به تحلیل انجام شده حاصل می گردد و توصیه هایی برای تحقیقات آتی نیز ارائه خواهد شد.

بررسی مباحث و ویژگی های نوین

Eid [3] اولین تحلیل شناخته شده در خصوص صفحات نازک باریک شونده با استفاده از روش تفاضل متناهی را ارائه نمود. وی یکسری از عبارات ریاضی را برای لبه های صفحه مورب ارائه داد. وی همچنین اقدام به حل ویژگی خمشی صفحات تحت بارهای عرضی توزیع شده تصادفی و مشکلات کمانش صفحات باریک شونده، در معرض بارهای فعال سطحی، نمود.

…

الگوی بارگذاری اولیه برای گشتاور خالص

همانگونه که در شکل ۲ نشان داده شده است، پانل مربوطه در هر دو طرف با بارهای لنگر یا گشتاور خالص (M₁ و M₂) بارگذاری شده است که بر روی لبه های جان و لبه های بال بر مبنای معیارهای ذیل توزیع گردیده اند:

توصیف مدل ایده آل

شکل ۳ نشان دهنده پیکربندی و ابعاد هندسی، همراه با شرایط مرزی، شاه تیر باریک شده بکار گرفته شده در این مطالعه می باشد. این تیر متشکل از سه بخش است، و بخش وسطی پانل باریک شده مورد نظر تلقی می شود. ب

مدل جزء محدود

شکل ۴ نشان دهنده مدل جزء محدود است که معرف تیر مدل مربوطه است. کلیه المان های ورق با یک جزء پوسته کرنشی محدود ایزو ـ پارامتری که تحت عنوان “Shell 181” در کتاب خانه المان ANSYS [15] شناخته می شوند مدل سازی گردیدند.

ارزیابی مدل جزء محدود

به منظور کنترل دقت راه حل جزء محدود یک مقایسه با استفاده از نتایج خمش خالص ارائه شده به وسیله Abu-Hamd و Abu-Hamd [10] انجام شد. پارامترهای انتخابی برای مقایسه ضریب منظر (a)، به میزان ۰/۱، ضریب باریک شوندگی (f) به میزان ۲۵/۰، با استفاده از بزرگترین عمق پانل باریک شونده در حد ۰/۲ متر می باشد.

تحلیل و نتایج

دقت مدل عددی

با بکارگیری بارگذاری ایده آل بر روی یک مورد نمونه ارزیابی، یک تنش خالص همراه با الگوهای دفرمه شدگی یکنواخت برای هر کدام از تنش های خمشی و تنش های برشی همانگونه که در شکل ۶ ـ ۸ نشان داده شده اند حاصل می شود. شکل ۶ نشان دهنده گوناگونی تنش نرمال است که خود حاصل آمده از مورد انحنا یا خمش خالص تلقی می شود. تنش های نرمال در امتداد بخش های فوقانی و تحتانی بال ها معرف اعتبار فرضیه های مدل بارگذاری جزء محدود می باشند.

ارائه و تحلیل نتایج

شکل ۹ نشان دهنده دفرمه شدگی قطبی بکار گرفته مرتبط با مقدار ویژه برهکنش کمانشی گشتاور و برش می باشد. این مورد با یک بردار تنشی OS و q آغاز می شود. این تحلیل قابلیت مشخص سازی نتیجه نهایی که برابر با OF/OS است را خواهد داشت. نتایج خمش و برش متناظر متعاقباً به صورت (OF cos q) و (OF sin q) مشخص می شوند.

تقریب راه حل مستقیم

کاربرد فرمول تقریبی ذیل جهت ارزیابی تنش های کمانشی نسبی خمش و برش ترکیبی آسانتر و ایمن تر خواهد بود، که بر این مبنا جهت گیری بار نوع ۱ در شکل های ۱ و ۲ نشان داده شده اند. جهت گیری بار نوع ۲ نیز در شکل ۱ و مؤلفه معکوس آن در شکل ۲ مشخص شده است.

تأثیر تنش های باقیمانده

از طریق فرض تنش های باقیمانده به عنوان “بارهای المان”، مقادیر این تنش ها در “ماتریس صلبیت المان” شامل شده و مقادیر ویژه حاصله ممکن است با تغییر روبرو شوند. با بکارگیری این تحلیل با توجه به مثال های ذیل، ما قابلیت ارزیابی چنین تأثیری بر روی برهمکنش بین تنش های برشی و خمشی را خواهیم داشت.

مباحث و نتایج

صلبیت بال به طور معنی داری بر روی مقاومت کمانشی جان از طریق پایداری در برابر دفرمه شدگی های جان در خارج از سطح آن تأثیرگذار است.

…

نتیجه گیری و توصیه ها

تحقیق جاری ارائه دهنده یک ویژگی هندسی و مدل بارگذاری FEM جهت مشخص سازی رفتار جان باریک شونده متعلق به تیر ورق تحت ترکیب برهمکنش مرتبط با تنش های برشی و خمشی می باشد. این مدل فراهم آورنده مقادیر دقیق و همگن هر نوع از تنش های مشخص شده می باشد. بارگذاری نیز جهت فراهم آوردن تنش برشی یا تنش گشتاور ثابت به صورت مجزا اعمال می شود. در هر کدام از موارد مورد بررسی، نسبت بین هر دو تنش به صورت یکسان حفظ می شود، و مقدار آن تا همگرایی تکرار خواهد شد. این روش قابلیت حاصل آوردن کلیه مقادیر بحرانی مخصوصاً موارد فراتر از ۰/۱ را خواهد داشت. تنش های بحرانی و مقادیر نسبی منطبق مشخص شده اند که خود معرف رفتار صفحات جان باریک شونده تحت ویژگی های برشی و گشتاوری ترکیبی می باشد.

…