دانلود ترجمه مقاله بار کشش سه بعدی و الگوی ترکیبی آنالیز غیر خطی بخش های ناهمسان – مجله الزویر

• بخشی از ترجمه:

چکیده
مدل عددی برای تحلیل ترکیبی بخش های مقطعی با شکل دلخواه حاصل از مواد ناهمسان و ناهمگن تحت بار کشش ترکیبی سه بعدی درست شده است؛ فرمول بندی می شود. این نظریه به طور کامل از ملاحظات تعادلی مشتق شده است و بر پایه انطاق انحراف بخش های سه بعدی و فرضیه بخش سطح قدیمی استوار است. صفات و خصوصیات سه بعدی همانند ماتریس سختی بخش (seetion stiffiness) که تاثیرات ترکیبی بین نیروهای نرمال و مماسی را به علت ناهمسانی کروی ماده انعکاس می دهند، بدست می آید. کرنش و تنش های قدیمی به عنوان متغیرهای ورودی و خروجی نگهداری می شوند. مدل مفروض به صورت یک قانون ساختاری برای المان های فریم در تحلیل یک ساختار کامل مناسب است.
١- مقدمه
سیاری از المان های ساختاری هدفی برای ترکیب نیروهای محوری و برشی و خمیدگی و پخشی هستند. برای ره گیری دقیق پاسخ چنین اعضایی بایستی تعال بین نیروهای مماسی و نرمال در نظر گرفته شود، مخصوصاً اگر شکست، خمیدگی و شکستگی یا سایر خواص غیر خطی ماده روی دهد.
بسیاری از مول های تحلیل کنونی توانایی دریافت نتایج ترکیبی بر پایه فرمول های المان محدود دو بعدی (٢D) و سه بعدی (٣D) را دارند که زمان بوده و به طور کلی برای استفاده در مسائل مهندسی مناسب نیستند. از طرف دیگر فرمول های مهندسی بر پایه المان های تیروستون (beam- column) که از مفهوم برش مقطعی استفاده می کنند و با نیروهای تعمیم یافته و تبدیلات رفتار می کنند به طور کلی زمانی که پدید غیر خطی منظور می شود نتایج ترکیبی ذکر شده لحاظ نمی شود.

• بخشی از مقاله انگلیسی:

Abstract

A numerical model for the coupled analysis of arbitrary shaped cross sections made of heterogeneous-anisotropic materials under 3D combined loading is formulated. The theory is derived entirely from equilibrium considerations and based on the superposition of the 3D section’s distortion and the traditional plane section hypothesis. 3D stresses and strains fields are obtained as well as a section stiffness matrix reflecting coupling effects between normal and tangential forces due to material anisotropy. Traditional generalized strains and stresses are maintained as input and output variables. The proposed model is suitable as a constitutive law for frame elements in the analysis of complete structures. 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

1. Introduction Many structural frame elements are subjected to combinations of axial and shear forces, bending and torsional moments. To accurately trace the response of such members, the interaction between tangential and normal forces must be taken into account, especially if cracking, yielding, crushing or other material non-linearities occur. Most current analytical models capable of capturing the coupling effects are based on 2D or 3D finite element formulations, which are time consuming and generally not convenient to be used in engineering practice. On the other hand, the engineering type formulations, based on beamcolumn elements, that use the cross section concept and deal with generalized forces and deformations, do not consider generally the mentioned coupling effects even when non-linear phenomena are taken into account. Fiber discretization of a beam element is suitable for the non-linear analysis of frame structures if the element response and failure are governed by normal forces, i.e. axial load and bending moments. Several beam elements have been developed using this approach and are still being developed or improved by many researchers, Chan [3], Marı´ [6,7], Molins and Roca [8], Scordelis [11], Spacone et al. [12], Taylor et al. [13], etc. The advantages of their use are recognized in terms of accuracy and ease on the model generation and on the results interpretation. However, when tangential forces (shear forces and torsion moments) are acting on frame elements, either alone or in combination with normal forces and bending moments, the usual fiber element approach is not capable of reproducing the non-linear response of the structure because fibers are considered to be subjected to a uniaxial stress state. In fact, in order to perform a non-linear analysis of a complete structure under combined loads, additional shear force–strain or torsion–twist relationships are usually introduced into the beam element, but uncoupled from the actual response under normal forces. It is evident that an important unbalance exists on the degree of accuracy achieved by this kind of model when predicting the response under normal forces and under tangential forces.

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

خرید ترجمه فارسی مقاله