لوگوسازه فضایی
شرکت فضاسازه نقش جهان
سقفی به اندازه یک جهان
 ایران پرچم
پرچم
پرچم

بررسی رفتار خرابی سازه های کش بستی تخت

 

بررسی رفتار خرابی سازه های کش بستی تخت تحت اثر بارگذاری های متقارن و نا متقارن

واژگان کلیدی : سازه های کش بستی، پیش تنیدگی، پاسخ پس کمانشی، مکانیزهای خرابی

چکیده :

سازه های فضاکار کش بستی (Tensegrity)،سیستمهای پایدارخودمتعادلی هستندکه شامل مجموعه ناپیوسته ای ازعناصرفشاری داخل محیط  پیوسته ای ازعناصر کششی میباشند.
دراین سازه ها که دارای چندین مکانیزم بی نهایت کوچک میباشند،پیش تنیدگی بافراهم آوردن سختی اضافه باعث پایداری سازه میگردد.
دراین مقاله،رفتارخرابی سازه های کش بستی تحت بارگذاری متقارن ونامتقارن با انجام تحلیلهای غیرخطی هندسی ومصالح  بروش عناصرمحدود برسی میشوند.
بافتارکش بستی موردمطالعه ازترکیب مدولهای کش بستی هرمی شامل چهارعضو فشاری ایجاد شده است که دارای آرایش پیوسته اعضای فشارمیباشد.
مدل سازی رفتاراعضاءشامل پاسخ غیرآلاستیک پس کمانشی اعضای فشاری بالحاظ کردن ناکاملی اولیه وگسیختگی غیرخطی غیرآلاستیک اعضای کششی میباشد .

در این مطالعه، ناثیر میزان پیش تنیدگی، تاثیر پاسخ پس کمانشی اعضای فشاری به ازای لاغری ها و ناکاملی های اولیه مختلف روی رفتار پس بحرانی سیستم کش بستی مورد مطالعه درهر دو حالت بارگزاری متقارن و نامتقارن بررسی شده و نتایج با هم مقایسه گردیده‌اند. براساس تحلیل های انجام گرفته، برخی نتایج مهم نسبت به رفتار خرابی سازه های کش بستی در هر دوحالت بارگزاری متقارن و نا متقارن بدست آمده اند .
همچنین برخی توصیه های طراحی برای پیش گیری از وقوع مکانیزم های خرابی خطرناک ارائه شده اند .

مقدمه

سازه های فضاکار، گروهی از سازه ها هستند که دارای رفتار مسلط سه بعدی بوده و برعکس سازه های مسطح نظیر خرپای صفحه ای، مجموعه بافتار، بارهای خارجی، نیروهای داخلی و تغییرمکان های سازه ای در فضای سه بعدی تعریف می شوند.
درعمل سازه های فضاکاربگروه خاصی ازسازه های گفته میشودکه شامل شبکه ها،چلیک ها،گنبدها،دکلها،شبکه‌های کابلی،سیستم های پاشامی،سازه های تاشو وکش بستهاهستند.

سازه های کش بستی، سیستم های پایدار خود متعادلی هستندکه شامل مجموعه ناپیوسته ای ازعناصرفشاری داخل محیط پیوسته ای از عناصرکششی می باشند.حالت <<خود متعادل>>،حالت اولیه مکانیکی سیستم راقبل از هرگونه بارگزاری،حتی بارثقلی بیان میکند.سیستم باید در حالت<<خود تعادلی>> باشد،بگونه ای که بتواندمعادل با حالت خودتنیده با هرترازخودتنیدگی باشد.همچنین این حالت تعادل، باید پایدارنیزباشد. دراین سازه ها که دارای چندین مکانیزم بی نهایت کوچک میباشند،پیش تنیدگی بافراهم آوردسختی اضافی باعث پایداری سازه میگردد.شکل این سازه ها ازنتایج فرآیند شکل یابی بدست می آید.در این فرایند، هندسه و حالت خود تنیدگی به روش های مختلف ایجاد می گردند.در این سازه ها همه عناصر، تحت بارگزاری محوری قرار گرفته و دارای عملکرد منحصراً کششی و منحصراً فشاری می باشند.به عبارت دیگر معکوس پذیری بار(عملکرد هیسترزیس) در اعضای این سازه رخ نمی دهد.

این سازه ها بدلیل تعدادکم عناصرفشاری(سازندهای وزین سیستم های کش بستی)درمقایسه باعناصرکابلی،دارای کارایی سازه ای(نسبت مقاومت به وزن) بالایی میباشند.
بدلیل سهولت ساخت این سازه ها،مدلهای بسیاردقیقی را که کنترلشان نیز دقیق باشد،میتوان ایجاد نمود،همچنین این سازه‌ها قابلیت تاشوندگی دارند.
تاشوندگی ضمن کاهش حجم سیستم های کش بستی، انبار کردن و انتقال این سیستم ها را آسان می سازد .
این قابلیت تاشوندگی برای سیستمهای کش بستی،استفاده از آنها را بعنوان سازه های فضاکار با کاربردهای هوافضا میسرمی سازد.
علیرغم این مزایا، سازه های کش بستی بسیار کمی ساخته شده اند .
لذالذوم تحقیق درزمینه درزمینه سازه های کش بستی بمنظورانتقال این سازه ها ازحالت طرح بکاربردهای سازه ای احساس میشود .

اگرچه متون علمی وسیعی راجع به رفتارناپایداری سازه های فضاکاروجود دارد،اماهیچکدام از آنها برای سازه های کش بستی مناسب نیستند.
زیرادر سازه های کش بستی بمنظورایجاد سختی،بایستی خودتنیدگی انجام شود وتحلیل این سازه ها براساس پیش تنیدگی استواراست.
محدود بودن مطالعات موجود به مراحل پیش کمانشی عناصر فشاری و پیش گسیختگی و یا شل شدگی عناصر کششی، عدم وجود سخت شدگی کرنشی برای اعضای کششی بعد از ناحیه پلاستیک و بنابراین مطرح شدن مکانیزم گسیختگی کششی و همچنین ایجاد رفتار غیر خطی سازه ای با تغییر حالت اعضای کششی(حالت ( شل و سفت)) از دیگر عواملی هستند که بیانگر اهمیت مطالعه رفتار پایداری سازه های کش بستی می باشند.

در مطالعه حاضر، تاثیر میزان پیش تنیدگی، تاَثیر پاسخ پس کمانشی اعضای فشاری به ازای لاغری ها و ناکاملی های اولیه مختلف روی رفتار پس بحرانی سیستم کش بستی مورد مطالعه در هر دو حالت بارگذاری متقارن و نامتقارن برسی شده و برخی نتایج مهم نسبت به رفتار خرابی سازه های کش بستی در هر دو حالت بارگذاری متقارن و نامتقارن بدست آمده اند. در نهایت با توجه به نتایج بدست آمده، راه های جلوگیری از مکانیزم خرابی کلی و نیل به مکانیزم های خرابی موضعی و توصیه های طراحی بر مبنای رفتار ناپایداری بافتارهای کش بستی مورد مطالعه،ارائه می گردد .

مدل سازی عناصر محدود

در مقاله حاضر، بافتار هندسی سازه کش بستی مورد مطالعه با استفاده از تاشه پردازی جبر فرمکسی (Formian) ایجاد گردیده و توسط نرم – افزارMechanical desktop به محیط نرم افزار عناصر محدود ANSYS انتقال داده می شود . حال به معرفی اجرای مدل سازی عناصر محدود می پردازیم.

نوع تحلیل : در سازه های کش بستی، سه عامل تغییرحالت عناصرکابلی (حالت ( شل و صفت))  ، غیر خطی های هندسی که ناشی از کوتاه شدگی طول اعضاء تحت نیروهای محوری، تغییر طول اعضاء به خاطر خمیدگی(برای این حالت، ناکاملی هندسی تاُثیر بسزایی دارد)، بزرگ بودن اندازهّ تغییر مکان ها و سخت شدگی تنش بدلیل اعمال پیش تنیدگی می باشند و همچنین غیرخطی های مصالح با توجه به غیر خطی بودن رفتار مشخصه عناصر کابلی و غیر خطی بودن پاسخ تنش محوری- کرنش محوری برای عناصر فشاری، باعث رفتارغیرخطی سازه های کش بستی می شوند. بنابراین در تحلیل این سازه ها در نظر گرفتن هر دو عامل غیر خطی هندسی و مصالح الزامی است. در مطالعه حاضر، با در نظر گرفتن هر دو عامل مذکور بر دنبال نمودن مسیر تعادل سازه و گذر از ناحیه بحرانی به محدوده پس بحرانی از روش طول کمان استفاده شده است .

مدل سازی عناصرکششی : در نرم افزارANSYS عنصر منحصراً کششی که قابلیت غیر خطی هندسی و غیرخطی مصالح را توام داشته باشد، وجود ندارد. لذا برای مدل سازی عنصر کششیکه رفتار غیرخطی هندسیو غیر خطی مصالح را داشته باشد، همچنان که در شکل 1 ، نشان داده شده است، از ترکیب عنصرLink8 (98%کل طول المان کششی) و عنصرLink10 (2%کل طول المان کششی) استفاده می کنیم. و به منظورحذف مکانیزم مربوط به گروه اتصال دو عنصرLink8 و Link10، عنصرCombin7 را در این گره ها بکار می بریم. رفتار تنش – کرنش مصالح کششی با توجه به نتیجه آزمایش که در شکل 2، نشان داده شده است، بصورت چند خطی با سخت شدگی ایزوتروپیک به برنامه ANSYS وارد می شود. که تا نقطه تسلیم، رابطه تنش- کرنش بصورت خطی و پس از آن بصورت غیرخطی غیرارتجاعی میباشد .

مدل سازی عناصر فشاری :برای مدل سازی عنصر فشاری در سازه کش بستی که قابلیت رفتار غیر خطی هندسی و غیرخطی مصالح را داشته باشد ازعنصر Link180 استفاده می شود. برای مدل کردن رفتار عضوفشاری در تحلیل غیر خطی، از پاسخ بارمحوری – تغییر مکان محوری عضو فشاری استفاده می شود. برای تعیین رفتار عضو فشاری، هر عضو به بیست عنصر تقسیم شده و عنصر تیری تیموشنکو(Beam189) برای نمایش رفتارهرعنصربکار می رود. سپس با درنظرگرفتن غیرخطی های مصالح و هندسی، برای دنبال نمودن مسیر تعادل و گذر از نقطهُ بحرانی به محدوده پس بحرانی، روش طول کمان مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین فرض می شود که اعضای فشاری به صورت اعضایی با انتهای مفصلی که تحت اثرنیروی محوری قرار دارند، عمل می کنند.

شایان ذکراست که انحنای اولیه عضو بعنوان ناکاملی در نظر گرفته می شود و3 ماکزیموم ناکاملی درمسط عضو می باشد.
با تعیین رفتار بار محوری – تغییر مکان اعضای فشاری، روابط تنش – کرنش متناظر به صورت رفتار مصالح اعضای فشاری به برنامه ANSYS داده می شود . به عنوان نمونه، در شکل 3، روابط تنش – کرنش اعضای فشاری به ازای نسبت لاغری L/r=100 و مقادیر ناکاملی اولیه 3=0.0005L , 0.0001L,0.0005L نشان داده شده است.
لازم بذکراست که اعضای فشاری لوله ای دارای مدول الاستیسیته 2.0*107N/cm2 ،طول 1.2247m وسطح مقطع 3/25cm2می باشند .

ارزیابی صحت مدل سازی عناصر محدود

در اینجا یک نمونه تحلیل غیرخطی الاستو- پلاستیک روی تیرکش بستی متشکل از5 مدول کش بستی شامل چهارعضو فشاری تحت بارگذاری گسترده(شکل4)، با روش نیوتن- رافسون توسط نرم افزارANSYS ، انجام داده و با نتایج تحلیل های غیرخطی انجام یافته توسط دیگر محققین روی همین سیستم مقایسه شده اند.

عناصر کابلی دارای مدول آلاستیسیته  N/cm2 4 * 106 ،سطح مقطع  0/28cm2 و عناصر فشاری لوله ای دارای مدول آلاستیسیت  2.0 *107 N/cm2سطح مقطع3.25cm2  و وزن واحد طول 0.279 N/cm ، تنش تسلیم 23500 N/cm2  و ظرفیت فشاری 36300N می باشند . رفتار مصالح عناصر کششی، با توجه به نتایج آزمایش که در شکل 1 به صورت رابطه تنش- کرنش نشان داده شده است، به نرم افزارANSYS معرفی می شود در این سازه گره 1 در راستای X  وy وz ، گره 2 در راستای X وy ، و گره 3 در راستای X ، همچنین گره 27 در راستاهای X وz و گره 26 در راستای Z مقید شده اند.این سازه دارای تعدادی مکانیزم بی نهایت کوچک می باشد.

به منظور حذف این مکانیزم ها، کرنش اولیه در عناصر کششی اعمال می شود و تحلیل پیش تنیدگی انجام می شود.با اعمال بارگزاری روی گره های لایه فوقانی به اندازه P=1200N، تحلیل غیرخطی آلاستوپلاستیک به روش نیوتن-رافسون انجام می گیرد. در شکل 5، تغییرات نیروی عناصر فشاری بر حسب بار وارده نشان داده شده است. در این شکل نتایج حاصل از ANSYS با نتایج هدف(Target) مقایسه شده است .

همانطورکه درشکل فوق نیزنمایان است،تطابق بسیارنزدیکی بین نتایج حاصل ازANSYSبانتایج هدف وجود دارد،که این صحت مدل سازی راتایید میکند .

بافتار مورد مطالعه  

در تحقیق حاضر، بافتار کش بستی پیوسته عضو فشاری با انعطاف پذیری هندسی مورد مطالعه قرار گرفته است.
براساس مطالعات انجام شده،بافتار کش بستی پیوسته عضوفشاری نسبت به بافتار کشی ناپیوسته عضوفشاری عملکردسازه ای بهتری را دارا میباشند.
همچنین بدلیل تاُکیدی که درتعریف این سازه هاروی ایجادسختی ازطریق پیچ تنیدگی وجود دارد،لذابافتارهای صلب هندسی مورد توجه قرارنگرفته اند.
دربین بافتارهای کش بستی پیوسته عضوفشاری،بافتارایجاد شده بروش اتصال راس وبه سیمپلکسهای هرمی باآرایش نامنظم عضوفشاری نسبت به بقیه بافتارها،مکانیزم خرابی،مقاومت نهائی وشکل پذیری بهتری دارند.

بنابراین بافتار مورد مطالعه از نقطه نظر هندسی به صورت زیر طبقه بندی شده است :

بافتار ایجاد شده به روش اتصال راُس و لبهُ سیمپلکس های هرمی با آرایش نامنظم عضو فشاری;

این بافتار دارای طول و عرض 4m و ارتفاع 0.5m می باشد .

در مطالعات تحلیلی که روی این بافتار انجام گرفته، تاُثیر پارامترهای مقادیر لاغری به میزان L/r = 65,100,160 و مقادیر ناکاملی اولیه اعضای فشاری به اندازهُ 3 = 0.0005L , 0.001L , 0.005L روی رفتار ناپایداری کل سازه در دو حالت بارگذاری متقارن و نامتقارن در نظر گرفته شده است، که در اینجا تنها برخی از نتایج حاصل آورده شده اند .

این بافتارهمانطورکه درشکل6نشان داده شده است،ازترکیب سیمپلکس های هرمی بروش اتصال راس ولبه ایجاد میشود.سازه موردمطالعه دارای64عضو فشاری و126عضوکششی میباشد.
اعضای فشاری دارای مدول آلاستیسیته2E5 MPa، سطح مقطع 3.25cm2و مقاومت تسلیم 235MPa می باشند.
پاسخ تنش محوری-کرنش محوری اعضای فشاری که درشکل3 نشان داده شده است،بعنوان رفتارمشخصه مصالح فشاری در نظر گرفته می شود.
اعضای فشاری دارای مدول آلاستیسیته4E4 MPa، سطح مقطع متناظربا نسبت لاغری اعضای فشاری می باشند،که در ادامه ذکر خواهد گردید
پاسخ تنش محوری- کرنش محوری اعضای فشاری که درشکل 2 نشان داده شده است، بعنوان رفتار مشخصه مصالح کششی منظورمیشود.
شایان ذکر است که این پاسخ از نتیجه آزمایش به دست آمده است .

برای این بافتار در حالت بارگذاری متقارن و نامتقارن، شرائط مرزی و بارگذاری به این صورت است که :

گره های مرزی تحتانی و فوقانی موازی محور Y، به ترتیب در راستای XوZ و در راستای X مقید میشوند.
همچنین گره های مرزی تحتانی وفوقانی موازی محور X، به ترتیب در راستای YوZ و درراستای Y مقید میشود.

در حالت بارگذاری متقارن همهُ گره های لایه فوقانی تحت بارگذاری قائم رو به پایین قرا می گیرند.

اما درحالت بارگذاری نامتقارن تنها نیمی ازگره های لایه فوقانی(گره‌های نیمه سمت چپ) تحت بارگذاری قائم روبه پایین قرارمیگیرند .

 

تحلیل ناپایداری استاتیکی بر روی بافتار مورد مطالعه تحت بارگذاری متقارن(بافتار1)

1- برسی تاُثیر مقادیر پیش تنش روی رفتار ناپایداری بافتار1

شکل های 7و8و9 ، تاُثیر مقادیر پیش تنش را روی رفتار ناپایداری بافتار مورد مطالعه تحت بارگذاری متقارن به ازاینسبت های لاغری و مقادیر ناکاملی های اولیه مختلف نشان می دهند. در این سازه، اعضای کششی دارای سطوح مقطع 0.8cm2 ، 0.7cm2  و 0.6cm2 به ترتیب متناظر با نسبت های لاغری L/r = 160, L/r = 100, L/r= 65

می باشند . مطابق شکل 7، این بافتار برای L/r = 65 با ناکاملی اولیه 3 = .001L، به ازای کرنش اولیه is = 0.008, 0.01, 0.012 مکانیزم خرابی کلی را به نمایش می گذارد. یعنی بعد از کمانش نخستین عضو(یا مجموعه اعضاء)، به هنگام فرایند باز توزیع، سایر اعضاء نمی توانند بار کاهش یافته در این اعضای خراب شده را تحمل نمایند و در خودشان نیز خرابی رخ می دهد، به عبارت دیگر یک مکانیزم کلی ایجاد می گردد .

با توجه به شکل 8، این بافتار برایL/r = 100   با ناکاملی اولیه  3 = .001L، به ازای کرنش اولیه is= 0.008، مکانیزم خرابی کلی و به ازای کرنش های اولیه is= 0.01 , 0.012، مکانیزم خرابی موضعی با یک فروجهش دینامیکی را به نمایش می گذارد. به عبارت دیگر، بعد از کمانش نخستین عضو(یا مجموعه اعضاء) یک خرابی محلی رخ میدهد که باعث ناپایداری سازه می گردد.
این ناپایداری تاموقعیکه نخستین عضو کمانش یافته(یا نخستین مجموعه اعضای فشاری) به کمترین مقاومت پس کمانشی خود برسند،ادامه پیدا میکند.
دراین حال،حالت تعادل سازه مجدداٌ پایدارمیشود وسایر اعضا میتوانند باراضافی راتحمل نمایند تا اینکه به ظرفیت بحرانی خود برسند .

باتوجه بشکل9،این سیستم برای L/r =160 باناکاملی اولیه 3= .001L،بازای کرنش اولیهis =.005،مکانیزم خرابی کلی وبازای کرنشهای اولیهis =.0066,.008مکانیزم خرابی موضعی بایک فروجهش دینامیکی رابه نمایش میگذارد.

2- برسی تاُثیر مقادیرناکاملی اولیه اعضای فشاری روی رفتار ناپایداری بافتار1

شکلهای 10و11،تاُثیرمقادیرناکاملی اولیه اعضای فشاری راروی رفتارناپایداری بافتارمورد مطالعه تحت بارگذاری متقارن به ازای نسبتهای لاغری مختلف نشان میدهند .

در نسبت لاغریL/r = 100 ، به ازای کرنش اولیهis = 0.01 ، با ناکاملی اولیه3 = 0.0005L، این سیستم دارای مکانیزم خرابی کلی و با ناکاملی های اولیه 3 = 0.001L و 3 = 0.005L دارای مکانیزم خرابی موضعی بدون فروجهش می باشد. یعنی بعد از خرابی موضعی ناشی از کمانش عضوی، به هنگام فرآیند بازتوزیع، سایر اعضا می توانند بارهای باز توزیع شده را تحمل و جذب نمایند.

لذا سازه میتواند باراضافی دیگری راتحمل نماید تا اینکه سایراعضا کمانش کننده و درنتیجه خرابی کل سازه حاصل گردد .

تحلیل های ناپایداری استاتیکی بر روی بافتار مورد مطالعه تحت بارگذاری نا متقارن(بافتار2)

1- بررسی تاُثیر مقادیرپیش تنش روی رفتار ناپایداری بافتار 2

شکلهای 12،13،14تاُثیرمقادیرپیش تنش راروی رفتارناپایداری بافتارموردمطالعه تحت بارگذاری نامتقارن به ازای نسبتهای لاغری ومقادیرناکاملی های اولیه نشان میدهند.

باتوجه بشکل12،بافتارموردمطالعه برایL/r= 65 باناکاملی اولیه 3= .001L،بازای کرنشهای اولیه0.012 وis = 0.01و0.015،مکانیزم خرابی کلی را ازخود نشان میدهد.

مطابق شکل 13، این بافتار برای L/r = 100 با ناکاملی اولیه 3 = .001L، به ازای کرنش های اولیه 0.012 و is = 0.008 مکانیزم خرابی کلی، و به ازای کرنش اولیه is = 0.01 مکانیزم خرابی موضعی با یک فروجهش دینامیکی را به نمایش می گذارد. با توجه به شکل 14، این بافتار برای L/r = 160 با ناکاملی اولیه 3 = 001L، به ازای کرنش های اولیه 0.008 و is = 0.0066، مکانیزم خرابی موضعی بدون فروجهش دینامیکی و به ازای کرنش اولیه is = 0.008، مکانیزم خرابی کلی را به نمایش می گذارد .

2- بررسی تاُثیر مقادیر ناکاملی اولیه اعضای فشاری روی رفتار ناپایداری بافتار2

شکلهای 15و16،تاُثیرمقادیر ناکاملی اولیه اعضای فشاری راروی رفتارناپایداری بافتارمورد مطالعه تحت بارگذاری نامتقارن به ازای نسبتهای لاغری مختلف نشان میدهند.

درنسبت لاغری L/r = 65، تحت کرنشهای اولیه 0.015 و 0.012 و is = 0.01،به ازای ناکاملی های اولیه

3 = 0.001L و3 =0.0005L،این بافتاردارای مکانیزم خرابی کلی وبه ازای ناکاملی اولیه3=0.005L،دارای مکانیزم خرابی موضعی بایک فروجهش دینامیکی میباشد.
در نسبت لاغری L/r = 160، تحت کرنش اولیه is = 0.005، به ازای ناکاملی های اولیه 3 = 0.001L و 3 = 0.0005L، این بافتار دارای مکانیزم خرابی کلی و به ازای ناکاملی اولیه 3 = 0.005L، دارای مکانیزم خرابی موضعی بدون فروجهش می باشد. حال آنکه تحت کرنش اولیه is = 0.0066، به ازای ناکاملی اولیه 3 = 0.001L و 3 = 0005L، این بافتار دارای مکانیزم خرابی موضعی با یک فروجهش دینامیکی و به ازای ناکاملی اولیه 3 = 0.005L، دارای مکانیزم خرابی موضعی بدون فروجهش می باشد .

 

مقایسه مکانیزم خرابی بافتارهای کش بستی تحت بارگذاری متقارن و نامتقارن

درشکلهای 17،18،19، رفتارخرابی بافتار کش بستی موردمطالعه دردوحالت بارگذاری متقارن ونامتقارن بصورت مقایسه ای نشان داده شده است.
در این شکلها co1بیانگربافتار1 (بافتار مورد مطالعه تحت بارگذاری متقارن)و co2بیانگر بافتار2 (بافتار مورد مطالعه تحت بارگذاری نامتقارن)میباشند.

ملاحظه میشود که تحت کرنش اولیه is =0.012 به ازای نسبت لاغری L/r =65 با ناکاملی اولیه 3 = 0.005L
،دربافتار مورد مطالعه دردوحالت بارگذاری متقارن و نامتقارن مکانیزم خرابی موضعی بایک فروجهش دینامیکی رخ می دهد.

تحت کرنش اولیه is = 0.008 به ازای نسبت لاغریL/r=100 باناکاملی اولیه3=0.001L،دردوحالت بارگذاری متقارن ونامتقارن مکانیزم خرابی کلی رخ میدهد.
همچنین تحت کرنش اولیهis=0.0066بازای نسبت لاغریL/r=160 باناکاملی اولیه 3= 0.0005L،دردوحالت بارگذاری متقارن ونامتقارن،مکانیزم خرابی موضعی بایک فروجهش دینامیکی رخ میدهد.

نتیجه گیری

اگرچه افق و حوزه نتایج و توصیه های محدود به حالات در نظر گرفته شده برای تحلیل ها می باشد،
ولی احتمال میرود که این نتایج وتوصیه ها دارای حوزه تاُثیر وکاربرد جامعتری ازموارد درنظر گرفته شده درتحلیل هامیباشد .

اساساٌ مکانیزم گسیختگی فشاری که در بافتار های کش بستی رخ می دهد، شامل چهار مکانیزم خرابی می باشد :

1-مکانیزم خرابی کلی؛2-مکانیزم خرابی موضعی بایک فروجهش داینامیکی؛ 3-خرابی موضعی بدون فروجهش؛ 4-مکانیزم خرابی موضعی ناشی ازشل شدگی.

اما درتحلیل های خرابی بافتارمورد مطالعه در دوحالت بارگذاری متقارن و نامتقارن سه نوع مکانیزم خرابی ملاحظه میگردید :
1- مکانیزم خرابی کلی؛ 2 – مکانیزم خرابی موضعی با فروجهش دینامیکی؛ 3- وکانیزم خرابی موضعی بدون فروجهش.

شایان ذکر است که در بین مکانیزم های خرابی، مکانیزم خرابی کلی مطلوب نمی باشد. چرا که این  مکانیزم خرابی بدوم هیچگونه علائم هشدار دهنده ای، به صورت ترد اتفاق می افتد. اما مکانیزم های خرابی موضعی بدلیل اینکه به صورت ناگهانی و ترد رخ نمی دهند، نسبت به مکانیزم خرابی کلی ارجح می باشند . در بین مکانیزم های خرابی موضعی نیز، خرابی موضعی ناشی از کمانش عضوی یا ناشی از شل شدگی اعضای کششی بدلیل حالت شکل پذیری که نسبت به خرابی موضعی با فروجهش دارند، مطلوب تر می باشند.

مقایسه ای که بین رفتارمکانیکی وناپایداری سازه های کش بستی موردمطالعه دردوحالت بارگذاری متقارن و نامتقارن انجام شد،نشان میدهد که

1- باافزایش کرنش اولیه، بافتارمورد مطالعه در دوحالت بارگذاری متقارن ونامتقارن مکانیزم خرابی موضعی را از خود نشان میدهد.

2- با افزایش مقادیر ناکاملی، در بافتار1 مکانیزم خرابی کلی به مکانیزم خرابی موضعی تبدیل می شود .

3-ملاحظه میشودکه مقاومت نهائی وسختی سازه ای بافتار1 (بافتارمورد مطالعه تحت بارگذاری متقارن)نسبت به بافتار2 (بافتارموردمطالعه تحت بارگذاری نامتقارن)بیشتر است.

در اینجا باتوجه به نتایج مطالعات انجام شده روی بافتارموردمطالعه با ابعاد مشخص داده شده،چندین توصیه طراحی ارائه میگردد.

احتمال میرود که این توصیه ها دارای حوزه تاُثیر وکاربرد جامعتری از موارد درنظرگرفته شده در تحلیل ها میباشد

1-توصیه میگردد که در سازه های کش بستی ،مکانیزم گسیختگی فشاری درحالت بارگذاری نامتقارن نسبت بحالت بارگذاری متقارن،ملاک طراحی قرارگیرد.چراکه:

الف – این بافتار درحالت بارگذاری نامتقارن دارای مقاومت نهایی کمتری نسبت به حالت بارگذاری متقارن می باشد .

ب – شکل پذیری بافتار مورد مطالعه در حالت بارگذاری نامتقارن نسبت به حالت بارگذاری متقارن کمتر می باشد.

2- بافتار مورد مطالعه در دو حالت بارگذاری متقارن و نامتقارن، با مقادیر لاغری بزرگ(در محدوده L/r = 100)، عمدتاٌ مکانیزم خرابی موضعی را از خود نشان می دهند، در حالیکه به ازای مقدار لاغری متوسط(در محدودهL/r = 65)، با اینکه مقاومت نهایی بیشتری را نشان می دهد، اما عمدتاٌ خرابی کلی را به نمایش می گذارد که همیشه باید از مقدار لاغری متوسط اجتناب نمود .

3- پیشنهاد می شود که به ازای مقادیر لاغری بزرگ، مقادیر کرنش های اولیه نسبتاٌبزرگ در محدوده 0.01، ملاک طراحی قرار گیرد . حال آنکه به ازای مقادیر لاغری خیلی بزرگ مقدار کرنش اولیه کوچک در محدوده 0.008 و 0.0066، توصیه می گردد .

تهیه کنندگان : کریم عابدی،بهزاد شکسته بند

تمامی حقوق سایت محفوظ می باشد