دانلود ترجمه مقاله انالیز کمانش تجربی و عددی یک طاق TRC باریک – الزویر 2015

انالیز کمانش تجربی و عددی یک طاق TRC باریک

Experimental and numerical buckling analysis of a thin TRC dome

1- مقدمه

2- بررسی تجربی

2-1- بتن تقویت شده منسوج: انتخاب مواد

2-2- هندسه و تولید یک پوسته TRC

2-3- ابزار آزمایش و راه اندازی آزمایش

3- نتایج تجربی

3-1- رفتار انحراف – فشار

3-2- رفتار کشش- فشار

3-3- رفتار شکست

4- مدل عددی

4-1- ساخت مدل

4-2- معرفی نقص های هندسی

4-3- تجزیه و تحلیل غیر خطی

5- مقایسه نتایج تجربی با شبیه سازی عناصر محدود

5-1- رفتار فشار- جابه جایی

5-2- تکامل کشش

6- نتیجه گیری

منابع

چکیده

پوسته ها در بتن تقویت شده منسوج (TRC)، با توجه به تقویت غیر خورنده خود می توانند بسیار نازک ساخته می شوند. در نتیجه، کمانش به یک پارامتر مهم تبدیل می شود. به دلیل کمبود اطلاعات در پیشینه پژوهش، در این مطالعه، تجزیه تحلیل تجربی و عددی مربوط به رفتار کمانش طاق TRC ارائه شده است (عرض 2 متر، ارتفاع 0.2 متر ، ضخامت 3.7 میلی متر)، که تا زمان کمانش در معرض بار فشار یکنواخت قرار دارد. این آزمایش با استفاده از روش ریکس در نرم افزار آباکوس و پیاده سازی نقص های هندسی شبیه سازی می شود. شبیه سازی ها با داده های تجربی مطابقت دارند و به مدل اعتبار می بخشند، که این پیش بینی کمانش در زمان طرحی پوسته های TRC را امکان پذیر می سازد.

نتیجه گیری

در این مقاله، تولید و آزمایش برای شکست یک طاق GFTR-IPC نازک تحت فشار یکنواخت (درونی) مورد مطالعه قرار گرفت. طاق دارای قطر پایه 2 متر، ضخامت 3.7 میلی متر و نسبت شعاع انحنا به ضخامت بود. به منظور درک رفتار ساختاری طاق GFTR-IPC ، رفتار آن در آزمایش با فشار سنج و همبتسگی تصویر دیجیتال کنترل شد. این آزمایش با موفقیت انجام شد و نتایج به دست آمده نشان دادند که شکست طاق GFTR-IPC نتیجه کمانش غیر متقارن- که هدف ما بود- در لبه تحت تاثیر قرار گرفته توسط اثر خمش و نقص ها است. طاق که در معرض فشار یکنواخت قرار داشت، رفتار ساختاری مورد انتظار را از خود نشان داد. سطح بالایی به طور کامل در جهت مریدین و جهت حلقه تحت فشار بود، و مقادیر حداکثر نزدیک لبه قرار داشتند (موقعیت های 1 و 5). در سطح پایینی، فشار های کششی نزدیک به لبه در هر دو جهت اندازه گیری شدند، اما به طور عمده در جهت مریدین. با مقایسه فشار های روی سطح بالایی و پایینی، مشخص شد که خمش در مرکز (موقعیت 3) و نزدیک لبه وجود دارد. حداکثر فشار کسسی مشاهده شده در پوسته 4250+ میکرومتر / متر است که با تنش 27.3 مگاپاسکال مطابقت دارد (68.3 درصد قدرت شکست کششی) و حداکثر فشار کششی برابر است – 3850 میکرومتر / متر که با تنش 69.3 مگاپاسکال مطاقبت دارد (86.6 درصد قدرت شکست فشاری). علاوه بر این، تغییر شکل در نزدیکی لبه بار شکست (6.9 کیلوپاسکال) برابر با 25 میلی متر (=L/80) و نشان دهنده تقارن قوی در امتداد پوسته است، که به دلیل ناپایداری کمانش، شکست پوسته را اثبات می کند.

Abstract

Shells in textile reinforced concrete (TRC) can be made very thin thanks to their non-corroding reinforcement. Consequently, buckling becomes an important parameter. Because of the lack of data in literature, this paper presents the experimental and numerical analysis on the buckling behaviour of a TRC dome (2 m span, 0.2 m height, 3.7 mm thick), which is subjected to a uniform pressure load until it buckles. This experiment is simulated using the Riks method in Abaqus and implementing geometrical imperfections. The simulations correspond well to the experimental data and validate the model, which enables the prediction of buckling, necessary when designing thin TRC shells.

6- Conclusions

This paper studied the production and testing to failure of a shallow thin-walled GFTR-IPC dome under uniform (internal) pressure. The dome had a base diameter of 2 m, a thickness of 3.7 mm and a radius of curvature to thickness ratio of R=t ¼ 722. To understand the structural behaviour of the GFTR-IPC dome, it was monitored during testing with strain gauges and digital image correlation. The experiment was successfully performed and results indicated that the failure of the GFTR-IPC dome was the result of asymmetrical buckling – which was the aim – at the edge affected by the bending effect and imperfections. The dome, subjected to uniform pressure, showed structural behaviour as expected. The top surface was completely in compression both in the meridian and hoop direction, with the maximum values near the edge (locations 1 and 5). On the bottom surface, tensile strains were measured near the edge in both directions, but predominantly in the meridian direction. Comparing the strains on the top and bottom surface, bending was present at the centre (location 3) and near the edge. The maximum observed tensile strain in the shell is þ4250 μm/m which corresponds to a stress of 27.3 MPa (68.3% of the tensile failure strength) and the maximum compressive strain equals 3850 μm/m which correspond to a stress of 69.3 MPa (86.6% of the compressive failure strength). Furthermore, the deformation near the edge at the failure load (6.9 kPa) equals 25 mm (¼L/ 80) and showed a strongly asymmetrical profile along the shell, proving the shell failed because of buckling instability

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

انالیز کمانش تجربی و عددی یک طاق TRCباریک

Experimental and numerical buckling analysis of a thin TRC dome