مدل سازی عددی تیرهای فولادی تقویت شده با نوارهای CFRP تحت بارگذاری خستگی

تحلیل اجزای سازه ای تحت بارگذاری خستگی به علت پیچیدگی رفتار تحت این نوع از بارگذاری یکی از چالش برانگیزترین مسائل در حوزه مهندسی عمران و سازه است. برای یافتن عمر خستگی یک عضو سازه ای باید از آزمایش های زمان بر و هزینه بر استفاده شود و این در حالی است که داده های بدست آمده دارای پراکندگی زیادی هستند و برای شرایط متفاوت قابل استفاده نیستند. بنابراین ارایه ی یک مدل برای شبیه سازی شرایط خستگی ضمن کاهش هزینه های انجام آزمایش و صرفه جویی در زمان، می تواند یک راه حل جامع و نظام مند را برای شرایط گوناگون ارایه کند. بر این اساس، در پزوهش پیش رو، با بهره گیری از یافته های یک پژوهش آزمایشگاهی موجود، رفتار تیرهای فولادی تقویت نشده و تقویت شده تحت بارگذاری خستگی، با شبیه سازی در یک مدل عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه، یازده تیر فولادی با بال کششی بریده شده (نیمرخ W۵×۱۰ از جنس فولاد A۳۶) تقویت نشده و تقویت شده با نوارهای CFRP، در نرم افزار اجزای محدود مدل سازی شدند و در بازه های تنش ۲۰۷ تا ۳۷۹ مگاپاسکال با فرکانس ۵ تا ۱۰ هرتز تحت بارگذاری خستگی قرار گرفتند. نتیجه ها حاصل از مدل سازی عددی با نتیجه ها پژوهش آزمایشگاهی پیشین مقایسه و رابطه هایی جهت تخمین عمر خستگی نمونه های تقویت نشده و تقویت شده ارایه شد. روند افت سختی نسبی نمونه ها در مدل عددی نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه ها حاصل از درست آزمایی نشان داد که مدل عددی و رابطه های استخراج شده از دقت مناسبی برخوردار هستند.

Keywords:

مقاوم سازی , خستگی , تیر فولادی , CFRP , مدل سازی عددی