دانلود مقاله تحلیل غیر خطی تیرهای بتن آرمه تحت اثر پیچش و خمش با استفاده از روش اجزای محدود

دانلود مقاله با موضوع تحلیل غیر خطی تیرهای بتن آرمه تحت اثر پیچش و خمش با استفاده از روش اجزای محدود

نوع فایل : PDF 

تعداد صفحات : 9

شرح محتوا

چکیده مقاله:

در مقاله حاضر از یک مدل سه بعدی اجزائ محدود جهت بررسی رفتار غیر خطی مقاطع بتن آرمه در حالات کلی بارگذاری و بخصوص در حالت وجود لنگر پیچشی استفاده شده است. در برنامه کامپیوتری ای که به همین منظور نوشته شده، المان بیست گره ای سه بعدی جهت مدل نمودن بتن و نیز المانهای محوری مدفون برای میلگردها بکار گرفته شده است. رفتار بتن در فشار با استفاده از یک مدل پلاستیک بیان گردیده و در کشش نیز نحوه ظهور و گسترش ترکها با استفاده مدل شده است. همچنین در این تحقیق توجه ویژه ای به پدیده کاهش (smeared crack) از تئوری ترک گسترش یافته که در حالت وجود کرنشهای کششی در جهات متعامد اتفاق می افتد (compression softeneing) مقاومت فشاری بتن شده، و دقت پاره ای از روابط موجود در این زمینه مورد بررسی قرار گرفته شده است. تحلیل تیرهای بتن آرمه تحت اثر پیچش و نیز تحت اثر توام پیچش و لنگر خمشی با استفاده از مدل فوق و مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج آزمایشگاهی موجود نشان میدهد که مدل ارائه شده قادر است که با دقت قابل قبولی رفتار غیر خطی سازه های بتن آرمه را در حالات عمومی بارگذاری پیش بینی کرده و از این رو می توان آنرا با اطمینان خوبی برای مطالعه و بررسی رفتار غیر ارتجاعی سه بعدی این سازه ها بکار برد

کلیدواژه‌ها:

اجزائ محدود، بتن آرمه، پیچش، پلاستیسیته، ترک گسترش یافته، نرم شدگی فشاری

تحقیق در مورد آزمایش پیچش

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 20

تعریف پیچش

در مکانیک جامدات، پیچش را تغییر شکل مقطع جسم در اثر وارد آمدن گشتاور تعریف می‌کنند. در مقاطع دایروی تنش برشی ایجاد شده عمود بر شعاع است.

برای محورهای دارای مقطع دایروی، خواه توپر و خواه توخالی با ضخامت دیواره ثابت، و یکنواخت، رابطه پیچش به صورت زیر می‌باشد:

و ‫تنش برشی برابر است با:

1 – هدف آزمایش

در آزمایش پیچش به دنبال رسیدن به اهداف زیر هستیم :

1- بررسی رفتار مواد در عمل پیچش در حد الاستیک

2- تعیین ضریب ثابت ارتجاعی در برش G ( Rigidity )

3- تعیین تنش برشی در نقطه تسلیم  ( yield Point )

4- بررسی رفتار مواد در حالت تغییر شکل دائمی( plastic ) ومشاهده پدیده کارسختی( work-dardening )

5- مقلیسه مقاومت آلیاژهای مختلف در حالت پیچش

البته چو ن آزمایش ما فقط روی یک نمونه (برنجی) انجام شد هدف آخر برای ما قابل دسترسی نبود.

2- تئوری آزمایش

در تحلیل مسائل پیچش با سطح مقطع دایره ای از سه مفهوم پایه ای مقاومت مصالح استفاده می شود :

الف) شرایط تعادل برای تعیین گشتاور مقاوم داخلی در مقطع بکار می روند.

ب) هندسه تغییر شکل طوری فرض می شود که تغییرات کرنش برشی از مرکز محور به طرف سطح آن خطی باشد.

ج) خواص ماده برای مربوط کردن کرنشهای برشی به تنشهای برشی و محاسبه تنش برشی در هر مقطع بکار می رود.

تنشهای برشی

هنگامی که میل گردان در معرض پیچش قرار می گیرد تمام سطح مقطع های آن صاف و بدون تلبیدگی باقی می ماند. در این صورت کرنش برشی بصورت خطی با فاصله ρ از محور میل گردان تغییر می کند.

ץ = ρ ץmax / c   →  Gץ = ρ G ץmax / c  →  t = ρ / c ´ tmax

T = ò ρ (t dA )    Þ   t = T ρ / J

 ممان قطبی مقطع مورد نظر است : J

مقاطع توخالی : J = ½ ´ π (r14 – r24) = 1/32 ´ π (d24 – d14)

مقاطع توپر    : J = ½ ´ π r4  = 1/32 ´ π d4

لوله با جدار نازک : J = 1/4 ´ π ´ t ´ d3

زاویه پیچش (تغییر شکل برشی) :

هدف یافتن رابطه بین زاویه پیچش θ با گشتاور پیچشی وارد شده T است.

خط مفروض AB روی میله بعد از اعمال گشتاور حداکثر maxץ تغییر شکل نسبی برشی می دهد.

ץmax = c θ / L

                                                        Þ            θ = TL / JG

ץmax = tmax / G = Tc / JG                                      θ = tL / Gr

( G  ضریب الاستیسیته برشی )

مواد شکل پذیر معمولا تحت برش می شکنند بنابرین موقعی که نمونه ساخته شده از ماده شکل پذیر در معرض پیچش قرار می گیرد در امتداد صفحه ای عمود بر محور طولیش می شکند. از طرف دیگر مواد شکننده در کشش ضعیفترند تا در برش بدین ترتیب وقتی نمونه ساخته شده از ماده شکننده در معرض پیچش قرار می گیرد در امتداد سطوحی می شکند که عمود بر جهت کشش ماکزیمم هستند یعنی در امتداد سطوحی که زاویه 450 با محور طولی نمونه می سازند.

و ادامه...