این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی عمران مدرس، جلد ۲۵، شماره ۲، صفحات ۱۰۱-۱۱۴
عنوان فارسی پاسخ فرم‌بسته کمانش تیر ترک خورده روی بستر الاستیک با تکنیک لنگر معادل
چکیده فارسی مقاله تیرهای قرار گرفته بر روی بستر الاستیک، کاربرد گسترده‌­ای در شبیه­‌سازی بخش عمده‌­ای از سازه‌های مکانیکی و عمرانی دارند. رفتار کمانشی این تیرها شامل بار و شکل مود کمانشی، به دلیل بارهای وارد از سوی بستر الاستیک که متناسب با خیز تیر می­‌باشند، متفاوت با تیرهای معمولی هستند. این نوع تیرها به دلیل ماهیت عملکردی خود عموما تحت بارهای تکرارشونده (نظیر خطوط ریلی) و شرایط محیطی شدید (نظیر شمع­‌ها و خطوط لوله مدفون) قرار داشته و مستعد بروز آسیب­‌هایی نظیر ترک می‌­باشند. وجود این نقص‌­ها در طول عضو می‌­تواند باعث خرابی زود هنگام این المان­‌های سازه­‌ای به دلیل بروز کمانش در محل آسیب­‌دیده گردد. برای اطمینان از ایمنی چنین سازه‌هایی، بررسی پایداری آنها با در نظر گرفتن نقص‌­های سازه‌­ای حائز اهمیت می‌باشد. در همین راستا، مقاله حاضر روش جدیدی را برای محاسبه پاسخ فرم‌­بسته کمانش تیر ترک خورده روی بستر الاستیک ارائه می­‌دهد. در روش پیشنهادی از یک لنگر متمرکز به منظور مدلسازی ترک و ایجاد تفاوت شیب ناشی از ترک در محل آسیب استفاده می‌­شود. در ادامه معادله دیفرانسیل حاکم بر تیر پیوسته با شرایط تکیه‌گاهی ساده استخراج شده و با استفاده از بسط فوریه تابع خیز و محاسبه مقدار لنگر اعمالی، پاسخ فرم‌بسته‌ای برای محاسبه کمانش تیر روی بستر الاستیک ارائه می‌شود. استفاده از این تکنیک به منظور مدلسازی ترک باعث سهولت در حل معادلات دیفرانسیل تیر و دستیابی به رابطه‌ای فرم‌بسته برای محاسبه بار کمانش تیر می‌شود. در نهایت تاثیر پارامترهای مختلف نظیر سختی خمشی تیر، طول تیر، عمق ترک و سختی بستر بر بار کمانش تیر مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور بررسی صحت حل ارائه شده، جواب­‌های بدست آمده از حل فرم‌­بسته معادلات با پاسخ مسائل ساده شده­‌ای که حل دقیق آنها موجود می‌­باشد و همچنین نتایج حاصل از مدل­‌های المان محدود مقایسه شده است که این مقایسه موید دقت محاسبات انجام شده می‌­باشد. با توجه به اینکه پاسخ‌­های موجود فعلی برای مسئله کمانش تیر ترک خورده روی بستر الاستیک عمدتا به صورت عددی و یا المان‌­محدود می­‌باشند، پاسخ فرم­‌بسته ارائه شده در این تحقیق می‌­تواند کمک شایانی به افزایش دقت و سهولت محاسبات در روند طراحی و تحلیل چنین سازه­‌هایی نماید.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله تیر روی بستر الاستیک،ترک،بار کمانش،معادله دیفرانسیل،بسط فوریه،تحلیل المان محدود،
عنوان انگلیسی A Closed-form solution to the buckling of cracked beams on elastic foundation using equivalent moment technique
چکیده انگلیسی مقاله Beams placed on elastic foundations are widely used in simulating a main portion of mechanical and civil structures. The buckling behavior of these beams, including the load and the shape of the buckling mode, is different from normal beams due to the loads imposed by the elastic foundation that is proportional to the beam deflection. Due to their functional modality, these types of beams are generally subjected to repetitive loads (such as railway tracks) and extreme environmental conditions (such as piles and buried pipelines), making them susceptible to damage such as cracks. The presence of these flaws along the members can lead to premature failure of these structural elements due to buckling in the damaged area. Evaluating the stability of such structures considering structural flaws is essential for ensuring their safety. In this context, this paper presents a new method for calculating the closed-form solution to the buckling of cracked beams on elastic foundations. In the proposed method, a concentrated moment is used to model the crack and apply the slope difference caused by the crack at the damage location. Then, the governing differential equations for pin-ended beams are derived, and by using Fourier expansion and calculating the value of applied moment, a closed-form solution is presented to calculate the buckling of beams on elastic foundations. Using this technique for crack modeling makes it easier to solve beam differential equations and achieve a closed-form solution for calculating beam buckling load. Finally, the effects of different parameters such as the bending stiffness of the beam, length of the beam, crack depth, and stiffness of the bed on the buckling load of the beam can be studied. To verify the proposed solution, the results of solving closed-form equations are compared with the exact solutions of simplified problems and the results from finite element models, which confirms the accuracy of the performed calculations. As the current solutions to the buckling of cracked beams on an elastic foundation are mainly based on numerical or finite element methods, the presented closed-form solution in this study can significantly contribute to enhancing the accuracy and facility of calculations in the design and analysis process for such structures.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله تیر روی بستر الاستیک,ترک,بار کمانش,معادله دیفرانسیل,بسط فوریه,تحلیل المان محدود
نویسندگان مقاله طوبی مکارمی |
دانشکده‌ی مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

وحید اکرمی |
دانشکده‌ی مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

نشانی اینترنتی https://mcej.modares.ac.ir/article_12758_bf1a85e0ecef619c46edbf522e6c257b.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات