وبلاگ

شکل(۵-۲) منحنی تنش کرنش خطی و غیر خطی
آزمایش کشش مستقیم یکی از ساده ترین ومهم ترین آزمایش های مقاومت مصالح می باشد .هدف از انجام این آزمایش رسم نمودار تنش-کرنش در مصالح می باشد.در این ازمایش نمونه ای از ماده مورد نظر مانند فولاد نرمه را تحت اثر نیروی کششی P قرار می دهیم و با افزایش نیروی P تغییر طول میله یا همان کرنش Strain را به دست می آوریم.
معرفی هر یک از نقاط موجود در نمودار ها:
A:حد خطی
B:حد الاستیک
C:نقطه تسلیم بالایی فولاد
D:نقطه تسلیم پایینی فولاد
E:نقطه تنش ماکزیمم فولاد
F:حد نهایی فولاد
توصیف نمودار:
از ناحیه ۰ نمودار تا نقطه A نمودار تنش-کرنش به صورت خطی تغییر کرده و شیب نمودار در این قسمت ثابت بوده که این همان مدول الاستیسیته فولاد می باشد که با E نشان داده می شود.
f=Ee & E=tana
توجه:
در ایران و در آیین نامه برای تنش به جای نماد σ معمولا f می گذارند.

Fa یا به عبارتی تنش در نقطه A حد تناسب تنش نام دارد که رفتار سازه تا این تنش به صورت الاستیک و خطی بوده و از قانون هوک پیروی می کند.
یادآوری: قانون هوک همان F=KX می باشد (به طور کلی تمام آنچه در سازه مورد بررسی قرار می گیرد از تعمیم همین قاعده به ظاهر ساده ساده پیروی می کند با این فرض که X طول سازه و F نیروهای وارد بر آن می باشد )
در ناحیه AB نمودار تنش کرنش به صورت خطی نبوده ولی ماده خاصیت الاستیک دارد (یعنی در صورت برداشتن بارگذاری از روی سازه تغییر شکل پسماند صفر است)
Fb یا به عبارتی تنش در نقطه B حد الاستیک تنش نام دارد ، از Fa تا Fb رفتار ماده غیر خطی ولی الاستیک است.
تذکر مهم:
کِشسانی یا الاستیسیته (Elasticity) (کشایندی هم گفته شده) خاصیت تغییرشکل بازگشت پذیر (ارتجاعی) محیط و مواد است. نظریه کشسانی در اصل به مطالعه مقدار تغییر شکل محیط‌های کشسان و تنش‌ها و نیروهای مربوطه می‌پردازد. تئوری پلاستیسیته علمی است که به بررسی رفتار مواد در کرنش هایی که از قانون هوک تبعیت نمی‌کنند، می‌پردازد.در فیزیک ، علم مواد دانش مکانیک و عمران به فرایند تغییر شکل‌های برگشت‌ناپذیر مواد جامد تحت اثر نیرو رفتارهای خمیری یا موم‌سانی و یا پلاستیسیته گویند. تغییر رفتار ماده از حالت( کِشسانی یا الاستیسیته) به(موم‌سان و یا پلاستیسیته)، تسلیم گفته می‌شود. در ناحیه DE مقاومت قطعه به شدت پایین بوده و بدون افزایش در بار تغییر شکل زیادی در قطعه ایجاد می شود. در ناحیه EF فولاد مجددا دچار مقاومت شده و قابلیت تحمل بار اضافی را پیدا می کند در این ناحیه با افزایش کرنش ، تنش نیز افزایش پیدا می کند مدول الاستیسته متوسط این ناحیه برای فولاد ساختمانی ۱/۳۳ مدول الاستیسیته فولاد می باشد. به این ناحیه Strain hardening گفته می شود.
۵-۵- روش nonlinear در sap با توجه به مطالب ارائه شده
برای انجام تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی باید گامهای زیر طی شود.
۱)در ابتد نیاز به اطلاعات رقومی زلزله السنترو می باشد که باید تهیه شود .
سپس به منوی define functions time history
رفته کلیک کرده واطلاعات رقومی زلزله السنترو را معرفی می کنییم.
شکل(۵-۳)
شکل(۵-۴)
گزینه from file را انتخاب کرده صفحه مقابل باز می شود.
گزینه Browse را زده و زلزله السنترو را فراخوانی می کنییم.
شکل(۵-۵)
در منوی values are باید time and function values انتخاب گردد و سپس گزینه display grafh را می زنیم تا گراف رسم شود سپس convert to user defined را می زنیم تا اطلاعات ذخیره گردد تا در صورت جابه جایی file sap پاک نگردد .شکل زیر گویای این مطلب می باشد.
شکل(۵-۶)
حال ok را کلیک کرده تا ذخیره گردد. بعد از اتمام معرفی زلزله نوبت به تعریف موارد بار(load cases) می باشد. به منوی define load cases رفته و موارد بار و نوع تحلیل را تعریف می کنیم . مطابق شکل زیر
شکل(۵-۷)
برای تعریف تحلیل غیر خطی گزینه add new load cases را می زنیم و گامهای زیر را طی میکنیم.
نامی را برای موارد بار انتخاب می کنیم.
سپس در load cases time history را انتخاب می کنییم.
صفحه ای مطابق شکل زیر باز می شود که پارامتر های ان را مطابق شکل تنظیم می کنیم.
شکل(۵-۸)
در زیر منوی analysis type گزینه nonlinear انتخاب می شود.
در زیر منوی time history type گزینه modal انتخاب می شود تا تحلیل سازه سریع تر انجام شود.
در زیر منوی time history motion type گزینه transient انتخاب می شود
و قسمت مهم منوی load applied می باشد که در load type accel انتخاب می گردد.
در load name با توجه به اینکه قاب دو بعدی است و زلزله در جهت x می باشد u1 را انتخاب می نماییم .
در function elcentro انتخاب می گردد.
و در scale factor با توجه به مقیاس بدست امده در قسمت قبل وارد می شود.(مقیاس طیف پاسخ شتاب زلزله السنترو به ایین نامه)
در number output time steps با توجه به تعداد مراحل خروجی زمان وارد می شود
ودر output time step size با توجه به اندازه گام زمان خروجی وارد می شود.
در اینجا کل زمان تاریخچه زمانی زلزله السنترو ۴۰ ثانیه می باشد که ما تعداد مراحل خروجی زلزله برای تحلیل را ۲۰۰۰ انتخاب می کنیم و اندازه زمانی گامها را ۰٫۰۲ که اگر این دو را در هم ضرب کنییم ۴۰ ثانیه می شود.
sec
ودر قسمت other parameters با انتخاب Damping ، پریود سازه در مدهای اول و دوم و میرائی های نظیرشان را قرار می دهیم. و در قسمت nonlinear parameters default برنامه مناسب می باشد چرا که به کنترل های روش تحلیل برمی گردد .
۵-۶- نتایج حاصل از تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی :
۵-۶-۱- بررسی برش پایه سازه با پایه گیردار و جداسازی شده