Show
Abstract
Abstract Details
مدلسازی عددی تیرهای فولادی تقویت‌شده با صفحات CFRP تحت بارگذاری خستگی
Major Topic: مدلسازی عددی
Abstract
تحلیل یک جز سازه‌ای تحت بارگذاری خستگی به علت پیچیدگی رفتار جز تحت این نوع از بارگذاری یکی از پیچیده‌ترین مسائل در حوزه مهندسی عمران است. برای یافتن عمر خستگی هر عضو سازه‌ای عموماً از نتایج آزمایشگاهی هزینه بر استفاده می‌شود اما این داده ها بسیار پراکنده هستند و قابل‌استفاده برای تمام شرایط و مسائل نیستند؛ بنابراین یافتن یک پاسخ تحلیلی یا ارائه‌ی یک مدل شبیه‌سازی شرایط خستگی ضمن کاهش هزینه‌های آزمایشگاهی و صرفه‌جویی در زمان، می‌تواند یک راه‌حل جامع و نظام‌مند را برای تمام شرایط ارائه کند. در این پژوهش پنج نمونه تیر فولادی تقویت‌شده با صفحات CFRP تحت بارگذاری خستگی قرار گرفتند و سپس نتایج حاصل از تحلیل با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شدند. نتایج ارزیابی نشان‌دهنده آن بودند که مدل رایانه‌ای ارائه‌شده به خوبی توانسته عمر خستگی نمونه‌ها را تخمین بزند.
Keywords
خستگی; تیر فولادی; وصله CFRP; مدلسازی عددی
Highlighs
- مدل عددی ارائه‌شده در این مقاله می‌تواند عمر خستگی نمونه‌های آزمایشگاهی را با دقتی در محدوده‌ی 0.16-2.19 درصد محاسبه کند و رابطه‌ی تنش-عمر خستگی برازش شده با استفاده از نتایج مدل عددی می‌تواند عمر خستگی نمونه‌ها را با خطای حدود 0.06-0.74 درصد نسبت به رابط
- در صورت استفاده از مدل عددی این پژوهش جهت محاسبه‌ی تغییرات سختی، باید توجه کرد که مقادیر سختی تا حد 0.95 سختی اولیه آن با خطای حدود 14-18.5 درصد محاسبه می‌شود و در محدوده‌ی 0.8-0.9 سختی اولیه نمونه‌ها مقادیر محاسبه‌شده قابل اطمینان خواهند بود.
Referencrs
1. Awad, Z. K.; Aravinthan, T.; Zhuge, Y. and Gonzalez, F. (2012),“ A review of optimization techniques used in the design of fibre composite structures for civil engineering applications,” Materials and Design, 33, pp 534–544.
2. Tavakkolizadeh, M. and Saadatmanesh, H. (2003),“Fatigue strength of steel girders strengthened with carbon fiber reinforced polymer patch,” Journal of Structural Engineering, 129 (2), pp 186-196.
3. Deng, J. and Lee, M. M. K. (2005),“Fatigue performance of metallic beam strengthened with a bonded CFRP plate,” Composite Structures, 78 (2), pp 222-231.
4. Colombi, P. and Fava, G. (2015),“ Experimental study on the fatigue behavior of cracked steel beams repaired with CFRP plates,” Engineering Fracture Mechanics, 145, pp 128-142.
5. Anderson, T. L. (1994),“Fracture Mechanics, Fundamentals and Applications”, 2nd Edition, CRC Press, Washington DC.
6. Hartloper, A. R.; De Castro e Sousa, A. and Lignos, D. G. (2021),“ Constitutive modeling of structural steels: nonlinear isotropic/kinematic hardening material model and its calibration,” Journal of Structural Engineering, 147 (4), 04021031.
7. Gorash, Y. and MacKenzie, D. (2017),“ On cyclic yield strength in definition of limits for characterization of fatigue and creep behavior,” Open Engineering, 7 (1), pp 126-140.
8. Hernandeza, D. A.; Alberto Soufen, C. and Ornaghi Orlandi, M. (2017),“ Carbon fiber reinforced polymer and epoxy adhesive tensile test failure analysis using scanning electron microscopy,” Materials Research, 20 (4), pp 951-961.
9. Ferreira Rodrigues, M.; Correia, J. A. F. O.; Pedrosa, B.; De Jesus, A. M. P. (2017),“ Static and fatigue behaviour of Sikadur®-30 and Sikadur®-52 structural resins/adhesives,” International Conference on Structural Integrity, Funchal, Madeira, Portugal.
10. Kachlakev, D. I.; Miller, T. H.; Potisuk, T.; Yim, S. C. and Chansawat, K. (2001),“ Finite element modeling of reinforced concrete structures strengthened with frp laminates,” Oregon Department of Transportation, 200 Hawthorne SE, Suite B-240, Salem and Federal Highway Administration, 400 Seventh Street SW, Washington DC.
11. Wang, Y. C.; Lee, M. G. and Chen, B. C. (2007),“ Experimental study of FRP-strengthened RC bridge girders subjected to fatigue loading,” Composite Structures, 81 (4), pp 491-498.
12. Karolczuka, A.; Papuga, J. and Palin-Luc, T. (2020),“ Progress in fatigue life calculation by implementing life-dependent material parameters in multiaxial fatigue criteria,” International Journal of Fatigue, 134, 105509.
13. Yang, Y.; Feng, W.; Xu, S.; Li, Y. and Zhang, R. (2021),“ Fatigue life analysis for 6061-T6 aluminum alloy based on surface roughness,” Plos One, 16 (6), 0252772.