به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

farzad shahabian

  • مسعود حمیدی فرد، فرزاد شهابیان*، محمد حسین قدیری راد
    در این پژوهش از روش بدون شبکه پتروف-گلرکین محلی احتمال اندیشانه برای تحلیل دینامیکی سازه های استوانه ای چندلایه ساخته شده از مواد متخلخل کاملا اشباع با درنظرگرفتن عدم قطعیت در خواص مکانیکی استفاده شده است. فرض شده است که سازه استوانه ای چندلایه متخلخل تحت بار ضربه ای باشد. برای تقریب تابع های میدان در روش بدون شبکه، از توابع پایه شعاعی استفاده شده است. از شبیه سازی مونت کارلو برای تحلیل احتمال اندیشانه با درنظرگرفتن عدم قطعیت در خواص مکانیکی استفاده شده است. متغیرهای تصادفی مختلف با تابع های چگالی احتمال نرمال، لگ نرمال و یکنواخت با ضرایب پراکندگی مختلف، شبیه سازی می شوند. در نظر گرفتن اثر میرایی در مدل سازی تحلیل های دینامیکی امری اجتناب ناپذیر است. از این رو در ادامه پژوهش، تاثیر میرایی در مقدار تغییرمکان و تنش ایجادشده در سازه های متخلخل چندلایه مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده از تحلیل احتمالاتی با نتایج حاصل از تحلیل با درنظرگرفتن خصوصیات مکانیکی قطعی مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که عدم قطعیت در خصوصیات مکانیکی تاثیر مهمی بر پاسخ های سازه ای به ویژه برای مقادیر بزرگ ضریب پراکندگی دارد.
    کلید واژگان: تحلیل دینامیکی احتمال اندیشانه, سازه های استوانه ای چندلایه, مواد متخلخل اشباع, روش بدون شبکه پروف-گلرکین محلی
    Masoud Hamidifard, Farzad Shahabian *, Mohammad Hosein Ghadiri Rad
    The stochastic meshless local Petrov–Galerkin method is employed for dynamic analysis of multilayer cylinders made of fully saturated porous materials considering uncertainties in the constitutive mechanical properties. The multilayer porous cylinder is assumed to be under shock loading. To approximate the trial functions in the radial point interpolation method  (RPIM), the radial basis functions (RBFs) are utilized. The Monte Carlo simulation is used to generate the random fields for mechanical properties. The results are obtained for various random variables, which are simulated by uniform, normal and lognormal probability density functions with various coefficients of variation (COV), changing from 0 to 20%. The obtained results from the presented stochastic analysis are compared to those obtained from the analysis considering deterministic mechanical properties. The results show that the uncertainty in mechanical properties has a significant effect on the structural responses, especially for big values of COVs.
    Keywords: Stochastic Dynamic Analysis, Multilayer Cylindrical Structures, Saturated Porous Materials, Meshless Local Petrov-Galerkin (MLPG) Method
  • Farhad Kamali, Farzad Shahabian *
    Experimental observations reveal that the classical continuum theory cannot accurately describe the mechanical behavior of micro/nanoscale structures. In fact, the size-effect will arise when the order of structure dimensions is the same as the material characteristic length. The current work presents free vibration and stability of axially functionally graded (AFG) tapered micro-beams with random properties. The size-dependent behavior of the micro-structure is modeled by the modified couple stress theory. The mathematical formulations are developed based on the Euler-Bernoulli beam model and von Kármán geometric nonlinearity. The minimum total potential energy principle is employed to obtain governing differential equations and the corresponding boundary conditions. The governing equations are solved by the Galerkin method. Due to the complexity of the fabrication process of FGMs, their mechanical and structural properties may vary from sample to sample significantly. Hence, achieving the desired FGMs specification is almost impossible and they are not deterministic, inherently. To incorporate uncertainties in the mathematical model of this study, a First-Order Second-Moment (FOSM) technique is applied to estimate the reliability index of the micro-structure, stochastically. Finally, numerical examples are presented for both deterministic and reliability analysis to show the effects of geometry, length scale parameter, material distribution, and axial load on the natural frequency of vibration and the reliability index of the AFG tapered micro-beam. It can be concluded that by increasing the coefficient of variation (COV) of random variables, the reliability index will decrease. Indeed, by enhancing the length scale parameter, a higher natural frequency of vibration is expected.
    Keywords: Axially Functionally Graded, Micro-Beam, Size-Dependent Behavior, Modified Couple Stress Theory, First-Order Second-Moment Technique, Reliability Index
  • Mohammad Hossein Ghadiri Rad, Farzad Shahabian *, Seyed Mahmoud Hosseini
    The idea of using a meshless method for geometrically nonlinear problems due to its advantage of eliminating mesh distortion has been attracted many researchers. In this paper, the nonlinear wave propagation analysis in two-dimensional functionally graded (2D FG) thick hollow cylinders is studied using the meshless method. For this purpose, the meshless local Petrov-Galerkin (MLPG) method is developed for geometrically nonlinear dynamic analysis based on the total Lagrangian approach. The radial point interpolation, which possesses the delta function property, is used to construct the shape functions. Since the cylinder is assumed to have large deformations, the neo-Hookean hyperelastic model is employed for constitutive modeling of material. The incremental-iterative Newmark/Newton-Raphson technique is applied to iteratively solve the nonlinear equations of motion. The 2D FG cylinder is analyzed under uniform and non-uniform mechanical shock loading. The mechanical properties of the cylinder are assumed to vary nonlinearly through the radial and longitudinal directions which are simulated using two-dimensional volume fractions. Rayleigh damping is utilized to model energy dissipation in analyses. Numerical examples demonstrate the applicability and accuracy of the present approach in tracking the nonlinear wave propagation in two-dimensional FG thick hollow cylinders. The effects of grading patterns on the time history and wave propagation are discussed in detail.
    Keywords: Two-Dimensional Wave Propagation, Meshless Local Petrov-Galerkin (MLPG) Method, Geometrically Nonlinear Problems, Two-Dimensional Functionally Graded Materials, Neo-Hookean Constitutive Model
  • محمدعلی دشتی رحمت آبادی، فرزاد شهابیان مقدم*، حسن حاجی کاظمی

    بتن پودری (RPC) از جمله بتن های فوق توانمند (UHPC) با ویژگی های فیزیکی و مکانیکی برتر است.RPC با بهره گیری از سیمان و مصالح پودری بسیار ریز دانه شامل ماسه کوارتزی، میکروسیلیس، مقادیر کم نسبت آب به سیمان و استفاده از فوق روان کننده تولید می-شود. نتایج آزمایش های انجام شده به منظور استخراج طرح اختلاط بهینه برای بتن پودری نشان می دهد که نسبت آب به مصالح پودری (W/B) که متناظر با حداکثر مقاومت فشاری است برابر با 15/0 بوده که مربوط به طرح اختلاط با نسبت فوق روان کننده به سیمان (SP/C) برابر با 3 درصد است. دیر زمانی است که ایده اضافه کردن الیاف به انواع مختلف بتن به منظور بهبود ویژگی های فیزیکی و مکانیکی آن مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش تاثیر افزودن الیاف فولادی بر مقاومت فشاری و کششی RPC با انجام آزمایش هایی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از آزمایش بیانگر آن است که میانگین مقاومت فشاری نمونه های با 1، 2 و 3 درصد حجمی از الیاف، به ترتیب افزایشی در حدود 6، 20 و 5 درصد نسبت به نمونه های بدون الیاف را نشان می دهد. این افزایش در مقاومت کششی به ترتیب مشابه برابر 46، 73 و 66 درصد می باشد.

    کلید واژگان: بتن پودری, بتن فوق توانمند, مقاومت فشاری, مقاومت کششی, الیاف فولادی
    MohammadAli Dashti Ramatabadi, Farzad Shahabian *, Hasan Haji Kazemi

    Reactive powder concrete (RPC) is one of the ultra high performance concrete ( UHPC ) with superior physical and mechanical properties . Reactive powder concrete is produced using cement and very fine powdered materials including crushed quartz , silica fume and low water to cement ratio using super plasticizer . In this study , an optimum mixing ratio of RPC has been used , in which water / binder ratio ( W / B ) was equal to 0.15 and the ratio of super plasticizer to cement ( SP / C ), was equal to 3 % . For a long time , the idea of adding fibers to various types of concrete has been considered to improve its physical and mechanical properties . In this research , by performing several experiments, the influence of adding steel fibers on the compressive and tensile strength of RPC has been investigated . The results show that the average compressive strength of samples with 1 , 2 and 3 percent volumetric fibers increases about 6 , 20 and 5 percent , respectively , compared to non - fibrous specimens. This increase in tensile strength is 46 , 73 and 66 percent , respectively for the same amounts of steel fibers .

    Keywords: Reactive powder Concrete, ultra high performance concrete, Compressive strength, tensile strength, Steel Fibers
  • Mojtaba Shahraki, Farzad Shahabian *, Mehdi Koohestani

    Functionally graded materials (FGM) are some kind of composite materials that due to the continuity of mixture of constituent materials, have more effective mechanical properties than composites which leads to eliminating interlayer stress concentration. The most application of these materials is in thin structures such as plates and shells. This research presents a Tamura-Tomota-Ozawa based model to obtain the elastoplastic behavior of Functionality graded materials under impact loads. Also, based on this model, the ceramic phase of FGM was considered as an isotropic elastic material and the metal phase was considered as an elastoplastic material.Several parametric studies have been conducted to assess different aspects of such material behavior. The results show thatthe maximum displacement of the shell has increased by increasing the volume fraction index and the thickness ratio, and it has decreased  by increasing the aspect ratio. It was also observed that the thickness ratio(32%), volume fraction index(30%), aspect ratios(23%) and shell curvature (16%) parameters affect the maximum displacement of the shell. The elasto-plastic response of FGM shells is similar to homogeneous shells and the TTO model can describe the mechanical behavior of FGM shells beyond the elastic range where the FGM response is mainly governed by the plastic region of the metal phase.

    Keywords: Functionally Graded Material, Single Curved Shells, Elasto-Plastic Behavior, Nonlinear Dynamics, Impact Loading
  • مجتبی شهرکی، رضا جمعه منظری

    مواد هدفمند (FGM) گونه ای از مواد مرکب هستند که به واسطه ی پیوستگی ترکیب مواد تشکیل دهنده به صورت هدفمند، خواص مکانیکی موثر تری نسبت به مواد مرکب چند لایه دارا می باشند. بیش ترین کاربرد این مواد در سازه های جدار نازک نظیر صفحه ها و پوسته ها می باشد. همچنین به دلیل بعضی مسایل اجرایی، ایجاد بازشو و سخت کننده در ورق ها ضرورت می یابد لذا در این مقاله به بررسی پارامترهای تاثیرگذار بر روی ارتعاشات آزاد صفحه های هدفمند دارای بازشو و سخت کننده پرداخته شده است. برای این کار، با استفاده از نرم افزار آباکوس در ابتدا، اثر پارامترهای مهم نظیر شاخص توان حجمی، ابعاد هندسی و شرایط تکیه گاهی صفحه مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که ضخامت و شاخص توان حجمی به ترتیب دارای بیش ترین و کم ترین میزان تاثیر بر روی فرکانس های طبیعی هر یک از مدهای صفحه ی FGM می باشند و با افزایش شرایط تکیه گاهی ساده در لبه های صفحه (کاهش گیرداری تکیه گاهی) مقدار فرکانس های طبیعی صفحه کاهش یافته است. در ادامه، تاثیر بازشو و سخت کننده بر روی فرکانس های طبیعی صفحه صورت گرفته است که ملاحظه شد بازشوی دایره ای تاثیر بیش تری بر روی فرکانس طبیعی صفحه نسبت به بازشوی مربعی دارد و همچنین، ضخامت سخت کننده نسبت به ارتفاع آن دارای اثر بیش تری بر روی فرکانس طبیعی صفحه ی FGM می باشد.

    کلید واژگان: صفحه ی FGM, شاخص توان حجمی, ارتعاشات آزاد, بازشو, سخت کننده
    Mojtaba Shahraki, Farzad Shahabian *, Reza Jome Manzari

    Functionally Graded Materials (FGMs) are kinds of composite materials that due to the continuity of mixture of constituent materials as Functionally Graded, have more effective mechanical properties. Also, due to some executive needs, make opening and stiffener in shells will be necessary. Therefore, In this paper, the effective parameters on the free vibrations of Functionally Graded plates with opening and stiffener have been studied. In order to do this, ABAQUS finite element software has been used, in the first, the effect of important parameters such as volume fraction index, geometric dimensions and plate support conditions have been analyzed. The results show that the thickness and volume fraction index have the highest and lowest effects, Respectively, on the natural frequencies of each of the FGM plate modes and with the increase of simple support conditions in the edges of the plate (the decrease of fixed conditions), the natural frequency of the plate decreases. In the following, the effect of opening and stiffener on the natural frequencies of the plate has been observed, that Circular opening has a greater effect on the natural frequency of the plate than the square opening, and also the stiffener thickness has a greater effect on The natural frequency of the FGM plate than its height.

    Keywords: FGM Shells, Volume Fraction Index, Blast Loads, Opening, Stiffener
  • محمدعلی دشتی رحمت آبادی، فرزاد شهابیان مقدم*، حسن حاجی کاظمی

    در حال حاضر، انواع خاصی از بتن نظیر بتن فوق توانمند (UHPC) ، دست یابی به برخی از ویژگی های بتن از جمله مقاومت بالا را میسر می سازد. بتن پودری (RPC) از جمله بتن های فوق توانمند با ویژگی های فیزیکی و مکانیکی برتر است. بتن پودری با بهره گیری از سیمان و مصالح پودری بسیار ریزدانه شامل ماسه سیلیسی، میکرو سیلیس و مقادیر کم نسبت آب به سیمان با استفاده از فوق روان کننده تولید می گردد. در این پژوهش، ابتدا طرح اختلاط RPC که در آن نسبت آب به مواد پودری (W/B) برابر 15/0 و نسبت فوق روان کننده به سیمان (SP/C) برابر با 3 درصد می باشد، با بهره جویی از مصالح بومی و با استفاده از مطالعات قبلی انتخاب و تعیین گردید. در ادامه، با انجام آزمایش های متعدد، مقاومت فشاری، مدول گسیختگی و مقاومت کششی در سنین مختلف اندازه گیری گردید. به منظور تعیین مقاومت RPC در سنین مختلف، نمونه هایی با W/B و SP/C برابر با طرح اختلاط ساخته شد و پس از عمل آوری معمولی در سنین 3، 7، 14، 28 و 56 روزه مورد آزمایش قرار گرفت. هر گروه شامل شش نمونه بود و مقدار میانگین، انحراف معیار و ضریب پراکندگی نمونه ها تعیین شد. در این مقاله، با استفاده از نتایج آزمایش های انجام شده، رابطه هایی برای تعیین مقاومت فشاری و کششی بتن پودری در سنین مختلف پیشنهاد شده است که از دقت مناسبی برخوردار بوده و می تواند در عمل مورد استفاده قرار گیرد.

    کلید واژگان: بتن پودری, بتن فوق توانمند, فوق روان کننده, مقاومت فشاری, مقاومت کششی, مدول گسیختگی
    MohammadAli Dashti Ramatabadi, Farzad Shahabian *, Hasan Haji Kazemi

    At present, certain types of concrete such as ultra high performance concrete (UHPC) provide some concrete properties such as high resistance. Reactive powder concrete (RPC) is one of the UHPC concrete with superior physical and mechanical properties. Reactive powder concrete is produced using cement and very fine powdered materials including crushed quartz, silica fume and low water-to-cement ratio using super plasticizer. In this study, a mixing scheme of RPC, in which water/binder ratio (W/B) is equal to 0.15 and the ratio of super plasticizer to cement (SP/C), is equal to 3%, with interest of the selection of native materials was determined. Subsequently, by performing several experiments, the compressive strength, rupture modulus and tensile strength of RPC have been investigated at different ages. In order to determine the resistance of RPC at different ages, samples with W/B and SP/C were made up to the mixing scheme and tested after 3, 7, 14, 28 and 56 days of normal operation. Each group consisted of six samples, and the mean values, standard deviation and coefficients of variations of the samples were determined. The relationships have been proposed to predict the compressive and tensile strength of reactive powder concrete in different ages, which are accurate and can be used in practice.

    Keywords: Reactive powder Concrete, ultra high performance concrete, Compressive strength, tensile strength, Super Plasticizer
  • مجتبی شهرکی، رضا جمعه منظری

    مواد هدفمند (FGM) گونه ای از مواد مرکب هستند که به واسطه ی پیوستگی ترکیب مواد تشکیل دهنده، خواص مکانیکی موثر تری نسبت به مواد مرکب چند لایه دارا می باشند که این مهم، منجر به از بین رفتن تمرکز تنش بین لایه ای می شود. بیش ترین کاربرد این مواد در سازه های جدار نازک نظیر صفحه ها و پوسته ها می باشد. یکی از موثرترین عوامل تغییر رفتار این گونه سازه ها به ویژه پوسته های تک انحنایی، بارهای حرارتی و ضربه ای ناشی از انفجار می باشد که این چالش سبب رفتار دینامیکی غیرخطی آن ها می گردد. همچنین به دلیل بعضی مسایل اجرایی، ایجاد بازشو در پوسته ها و تغییر رفتار آن ها در برابر بارهای انفجاری مسئله ای مهم و پیشنهاد برای حل آن ضرورت می یابد. از این رو، به منظور بهبود مقاومت و کاهش مقدار بیشینه ی تغییرمکان، بهره گیری از پوسته های هدفمند و استفاده از سخت کننده های مناسب، توصیه می گردد. در این پژوهش، با استفاده از نرم افزار Abaqus، به ارزیابی تاثیر انواع بازشو و سخت کننده بر روی رفتار دینامیکی پوسته های تک انحنایی FGM تحت بارهای انفجاری پرداخته شده است. برای این کار، اثر شاخص توان حجمی، اثر انواع بازشو و سخت کننده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که با افزایش شاخص توان حجمی مقدار بیشینه ی تغییر مکان پوسته کاهش پیدا کرده است. ایجاد بازشو در مرکز پوسته عملکرد بهتری در مقایسه با ایجاد بازشوی گسترده در سطح پوسته داشته است. با افزایش لنگر لختی سخت کننده های طولی و حلقوی مقدار بیشینه ی تغییرمکان کاهش یافته است. همچنین، با استفاده ی توام از بازشوی گسترده و سخت کننده های طولی می توان مقدار بیشینه ی تغییرمکان پوسته را تا حد زیادی کاهش داد.

    کلید واژگان: پوسته ی FGM, شاخص توان حجمی, بار انفجاری, بازشو, سخت کننده
    Mojtaba Shahraki, Farzad Shahabian *, Reza Jome Manzari

    Functionally Graded Materials (FGMs) are kinds of composite materials that due to the continuity of mixture of constituent materials, have more effective mechanical properties which leads to eliminate the interlayer stress concentration. The most common usage of such materials is in thin-wall structures, such as plates and shells. One of the most effective factors in behavior of such structures especially in single-curved shells, thermal loads or Impact loads is caused by explosion. Also, due to some executive needs, make opening in shells and their behavioral changes are important and suggesting solution will be necessary. Therefore, in order to prevent large displacement and resistance improvement, using shells made of FGM and suitable stiffeners, will be suggested. In this study, ABAQUS finite element software has been used to survey the Effect of opening and stiffener on geometric nonlinear dynamical behavior of single-curved FGM shells under the blast loads. In order to do this, the effect of volume fraction index, the effect of different openings and stiffeners has been studied. Results show that by increasing the volume fraction index, the maximum amount of displacement of the shell decreased. Making opening in the center of the shells, has better function in contrast with making opening distribution in the level of shells. By increasing moment of inertia of longitudinal and circular stiffeners, the maximum displacement has been decreased. Also, by utilizing opening distribution and longitudinal stiffeners, the maximum amount of displacement can be reduced.

    Keywords: FGM Shells, Volume Fraction Index, Blast Loads, Opening, Stiffener
  • رضا جمعه منظری، فرزاد شهابیان مقدم*
    FGMها یا مواد هدفمند گونه ای از مواد مرکب هستند که تغییرات تدریجی خواص مواد را از سطحی به سطح دیگر نشان می دهند. با توجه به پیوستگی ترکیب مواد تشکیل دهنده، مواد هدفمند خواص مکانیکی موثر تری نسبت به مواد مرکب چند لایه دارا می باشند که این منجر به از بین رفتن تمرکز تنش بین لایه ای می شود. بیش ترین کاربرد این مواد در سازه های جدار نازک نظیر صفحه ها و پوسته ها می باشد. صفحه ها به دلیل سطح گسترده و ضخامت کم، در برابر بار های انفجاری از یک سو دارای مقاومت کمی هستند و از سوی دیگر، تغییرمکان های زیادی پیدا می کنند. از این رو، بهره گیری از صفحه های هدفمند به دلیل ساختار مواد تشکیل دهنده ی آن ها که از یک توزیع توانی در راستای ضخامت برخوردار است، باعث بهبود مقاومت و کاهش تغییر مکان خواهد شد. در این پژوهش، با استفاده از نرم افزار اجزای محدود Abaqus، به بررسی پاسخ دینامیکی غیر خطی هندسی صفحه های هدفمند استاینلس استیل - سیلیکون نیترید تحت بار های انفجاری پرداخته شده است. برای این کار، اثر شاخص توان حجمی، نسبت ابعاد صفحه، ضخامت صفحه، مقدار ماده ی منفجره و فاصله ی آن و نیز اثر مقیاس رپلیکا همراه با مقیاس هوپکینسون مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داده اند که با افزایش شاخص توان حجمی (از صفر تا بی نهایت)، افزایش فاصله ی مرکز انفجار تا صفحه (از 500 به 900 میلی متر) و افزایش ضخامت صفحه (از 6 به 18 میلی متر)، مقدار بیشینه ی تغییر مکان صفحه به ترتیب 29/1%، 43/64% و 87/74% کاهش پیدا کرده است. از سوی دیگر، با بزرگ تر شدن نسبت ابعاد صفحه (از 1 به 2) و افزایش مقدار ماده ی منفجره (از 5 به 25 گرم)، بیشینه ی تغییر مکان صفحه به ترتیب 1/06 و 3/09 برابر شده است. همچنین، مشاهده شد که تغییر خواص مواد در راستای ضخامت صفحه هیچ تاثیری بر روی مقیاس گذاری ندارد.
    کلید واژگان: مواد هدفمند, صفحه ی FGM, شاخص توان حجمی, پاسخ غیر خطی هندسی, بارگذاری انفجار
    Reza Jome Manzari, Farzad Shahabian *
    Functionally Graded Materials (FGMs) are kinds of composite materials which exhibit continuous variation of material properties from one surface to another. With regard to the continuity of mixture of constituent materials, FGMs have more effective mechanical properties compared to laminated composite materials, which leads to eliminate the interlayer stress concentration. The most common usage of such materials is in thin-wall structures, such as plates and shells. Plates due to their extensive surface and low thickness, not only have low resistance against the blast loads, but also experience large displacements. Hence, utilizing FGM plates because of their constituents materials which have a power distribution in the direction of thickness, will lead to resistance improvement and displacement reduction. In this research, ABAQUS finite element software has been used to study geometric nonlinear dynamic response of Stainless steel-Silicon nitride FGM plates against the blast loads. The effect of volume fraction index, plate aspect ratio, plate thickness, the amount of explosive material and its distance and also the effect of Replica scale with Hopkinson scale are investigated in this study. The results show that with rising in the volume fraction index (from zero to infinity), increasing in the distance of explosion center to the plate (from 500mm to 900mm) and plate thickness (from 6mm to 18mm), the maximum amount of displacement of the plate have decreased by %29/1, %43/64 and %87/74 respectively. On the other hand, by expansion of the plate dimensions ratio (from 1 to 2) and increasement in the amount of explosive material (from 5 to 25gr), the maximum displacement of the plate have increased by 1/06 and 3/09 respectively. Also, it has been observed that changes in materials properties along with plate thickness don’t have any effect on scaling.
    Keywords: functionally graded materials, FGM plate, Volume fraction index, Geometric nonlinear response, Blast loading
  • فهیمه جلالی فر، محمدرضا اصفهانی*، فرزاد شهابیان مقدم
    پایش سلامت سازه راهکاری اقتصادی و مطمئن به منظور ارزیابی شرایط سازه های زیر ساختی است. در سالهای اخیر محققان حوزه پایش سلامت سازه کوشیده اند که الگوریتم هایی به منظور تشخیص خرابی بر پایه روش تشخیص آماری الگو ارائه دهند. مطالعات نشان می دهد که این الگوریتم ها می توانند به طور موفقیت آمیزی در شناسایی خرابی سازه ها مورد استفاده قرار گیرند. یکی از مسائلی که باید برای اعمال روش های تشخیص آماری الگو در کاربردهای عملی در نظر گرفت متغیر بودن شرایط محیطی و کاربری در هنگام ثبت داده ها است. در نظر گرفتن این موضوع برای اجتناب از تشخیص نادرست خرابی امری ضروری می باشد. این مقاله به بررسی کارایی روش های تشخیص آماری الگو به کمک تحلیل سری زمانی در شرایط پیرامونی متفاوت می پردازد. داده های حاصل از یک مطالعه آزمایشگاهی شامل سیستم هشت درجه آزادی جرم و فنر مورد استفاده قرار گرفته است. با تغییر ولتاژ سیگنال اعمالی، توانایی این روش ها در تشخیص خرابی در شرایط پیرامونی متفاوت مورد بحث قرار گرفته است. دو رویکرد پرکاربرد تشخیص آماری الگو شامل مدل اتورگرسیو (AR) به همراه استفاده از نمودار کنترل و یا فاصله ماهالانوبیس در تشخیص داده های پرت بررسی شده است. نتایج حاصل اهمیت بررسی توانایی روش های تشخیص آماری الگو در تشخیص درست خرابی سازه در شرایط محیطی و کاربری متفاوت در کاربردهای عملی را نشان می دهد.
    کلید واژگان: تشخیص آماری الگو, تشخیص خرابی سازه ها, تحلیل سری زمانی, نمودار کنترل, فاصله ماهالانوبیس
    Fahimeh Jalalifar, Mohammad Reza Esfahani *, Farzad Shahabian
    Structural health monitoring is an economical and reliable strategy for infrastructure condition assessment. In recent years, researchers have tried to propose algorithms based on statistical pattern recognition techniques. Studies show these algorithms can be successfully used to detect structural damage. Variability of operational and ambient conditions during data acquisition should be considered as an important factor in applying statistical pattern recognition methods in practical applications. This paper studies the efficiency of statistical pattern recognition methods on the damage detection of structures under various operational and ambient conditions. The data is obtained from an experimental study on an eight degrees of freedom mass spring system. Ambient vibration is applied to the mass spring system using random excitation. In order to simulate various ambient conditions, the amplitude level of the input force has been varied. By applying the statistical pattern recognition methods, the ability of these methods to damage detection under various ambient conditions is discussed. Two common approaches of statistical pattern recognition are considered. These approaches are autoregressive model accompanied with using control chart and Mahalanobis distance for outlier analysis. Results show the importance of considering the statistical pattern recognition methods for structural damage detection under various operational and ambient conditions.
    Keywords: Statistical pattern recognition, Structural damage detection, time history analysis, Control chart, Mahalanobis distance
  • سید سعید عسکریانی، فرزاد شهابیان*
    خسارت های سازه ای و به دنبال آن خسارت های مالی قابل توجهی که تا کنون در اثر وقوع زمین لرزه های مخرب به وجود آمده است، باعث شده تا محققان و آیین نامه ها به منظور طراحی لرزه ای سازه ها برای محدود کردن سطح خرابی آن ها به تدریج از رویکرد طراحی تجویزی به سمت طراحی بر اساس عملکرد حرکت کنند. تحلیل های شکنندگی لرزه ای یکی از مهمترین ابزارهای لازم در طراحی لرزه ای سازه ها بر اساس عملکرد به شمار می روند که منجر به تولید توابع و منحنی های شکنندگی می شوند. توابع شکنندگی ابزاری توانمند برای ارزیابی احتمالاتی آسیب پذیری لرزه ای سازه ها به شمار می روند. در این پژوهش با هدف ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای دیوارهای برشی فولادی موج دار و به منظور مقایسه ی آسیب پذیری لرزه ای آن ها با دیوارهای برشی فولادی ساده، توابع شکنندگی گسترش یافته و منحنی های شکنندگی تولید شده اند. در این خصوص، اثر زاویه ی موج نیز در نمونه های موج دار مورد بررسی قرار گرفته است. تولید این منحنی ها از طریق انجام تحلیل های دینامیکی افزایشی میسر شده است. به این منظور از تغییرمکان بین طبقه ای به عنوان شاخص خسارت و از بیشینه شتاب زمین به عنوان شاخص شدت تحریک استفاده گردیده است. بررسی منحنی های تولید شده نشان می دهد که در نمونه های موج دار در شدت های پایین لرزه ای با افزایش زاویه ی موج، احتمال خرابی کاهش می یابد. این در حالی است که در شدت های بالای لرزه ای با افزایش زاویه ی موج، احتمال خرابی افزایش یافته است. از سوی دیگر، نتایج بیان گر رفتار لرزه ای مناسب تر نمونه های موج دار نسبت به نمونه ی ساده در شدت های پایین لرزه ای است.
    کلید واژگان: منحنی شکنندگی, دیوار برشی فولادی, ورق ساده, ورق موج دار, تحلیل دینامیکی افزایشی
    Seyed Saeed Askariani, Farzad Shahabian *
    Structural damages and subsequently considerable economic losses that ever made in catastrophic seismic events caused reaserchers and codes gradually move from prescriptive design to performance-based design. Seismic fragility analyses are one of the most important tools in performance-based seismic design of structures that lead to production of fragility curves and functions. Fragility function is a capable tool for probabilistic assessment of the seismic vulnerability of the structures. In this study, in order to assess seismic vulnerability of corrugated steel shear walls and compare their seismic vulnerability with simple steel shear walls, fragility functions have been developed and fragility curves have been constructed. In this regard, the effect of the corrugation angle has been studied in corrugated models. Construction of these curves has became feasible through conducting incremental dynamic analyses. For this purpose, inter-story drift and peak ground acceleration have been used as damage measure and ground motion intensity measure, respectively. Assessment of resulted curves show that in low seismic intensity, probability of damage in corrugated models is reduced by increasing the corrugation angle; while, in high seismic intensity, probability of damage in corrugated models has been increased by increasing the corrugation angle. On the other hand, results indicate that corrugated models have more appropriate seismic performance than simple model in low seismic intensity.
    Keywords: Fragility curve, Steel Shear Wall, Simple plate, Corrugated plate, Incremental Dynamic Analysis
  • سهیل سبزواری، فرزاد شهابیان مقدم *
    همواره بررسی رفتار سازه‏‏ های مختلف در برابر اثرات بارهای ناشی از انفجار یکی از عوامل مهم مورد بررسی می باشد. پانل‏ های ساندویچی دارای کاربردهای وسیعی در انواع حوزه‏ های مهندسی و ساخت برخی سازه‏‏ های صنعتی و نظامی هستند. این پانل‏‏ ها از دو ورق و یک سازه میانی به عنوان هسته پانل تشکیل شده‏‏ اند. هسته پانل در کاهش تغییرشکل و افزایش توانایی استهلاک انرژی سازه نقش به سزایی دارد. در این پژوهش، به بررسی تاثیر شکل هسته موجدار پانل و نوع مصالح پانل پرداخته شده است. از این رو، رفتار پانل‏‏ های ساندویچی از جنس آلومینیم و فولاد در برابر بارهای انفجاری مورد بررسی قرار گرفته است. در فرآیند تحلیل، چهار نوع ورق موجدار مستطیلی، ذوزنقه ای، مثلثی و بیضوی برای هسته پانل‏‏ ها در نظر گرفته شده است. بیشترین تغییرشکل در پانل ‏‏ها، متعلق به هسته‏ مثلثی است. پانل‏‏ با هسته ذوزنقه ای کمترین تغییرشکل‏‏ را دارد. پانل‏‏ هایی که تماما از جنس آلومینیم می‏ باشند نسبت به نمونه‏‏ های دیگر، انرژی بیشتری مستهلک کرده‏‏ اند. پانل‏‏ هایی که فقط ورق‏‏ های آن ها از جنس آلومینیم است و پانل‏‏ هایی که فقط هسته آن ها از جنس آلومینیم می‏‏ باشد، به ترتیب در مرتبه بعدی استهلاک انرژی قرار می‏‏ گیرند. در بررسی تاثیر توام نوع مصالح و شکل هسته پانل، پانل با ورق های رویی و پشتی فولادی و هسته آلومینیمی با شکل مثلثی مطلوب ترین عملکرد را دارد.
    کلید واژگان: انفجار, پانل ساندویچی, هسته موجدار, استهلاک انرژی, تغییر شکل بیشینه
    Soheil Sabzevari *, Farzad Shahabian
    The behavior of different structures subjected to blast loads is always an important factor to study. Sandwich panels have a wide range of applications in different fields of engineering and the construction of some industrial and military structures. These panels are made of two sheets and an intermediate core. The core has a significant role in reducing the deflection and enhancing energy absorb of structure. In this article, the effect of the shape of the corrugated panel and the type of panel materials is investigated. Hence, the reaction of aluminum and steel sandwich panels subjected to blast loads has been investigated. In the process of analysis, four kinds of profiles, which are: rectangular, trapezoidal, triangular and elliptical, are considered as panel cores. the most deflection was for rectangular profiles and the least deflection was for triangular ones. Those panels which are completely made of aluminum or the panels with steel cores can sustain more strain energy by their back sheets. all the panels that are completely made of aluminum have more damped energy than others. Those panels which have only aluminum sheets or aluminum cores are placed next to whole aluminum panels in order to damped energy level. In the study of the joint effect of the type of materials and the shape of the core panel, the panel with the upper and back of the steel and aluminum core with the triangular shape has the most desirable.
    Keywords: Blast loading, Sandwich Panel, Corrugated Core, Damped Energy, Maximum Deflection
  • امیر اسماعیل خسروی، فرزاد شهابیان مقدم*، یونس نوری
    امروزه با توجه به افزایش خطرات ناشی از انفجار، بررسی عملکرد سازه ها در برابر آن از اهمیت بالایی برخوردار است. انفجار باعث ایجاد موج های با شدت بالا بر روی سازه های مجاور خود می شود. در سال های اخیر از پوسته های ساخته شده از مواد مرکب در سازه های نوین در برابر انفجار استفاده گردیده است. این امر بعلت خصوصیات مکانیکی خوب این مواد از جمله مقاومت بالا نسبت به حجم، انعطاف پذیری و مقاومت بالا در برابر بارهای ضربه ای می باشد. بنابراین، شناخت چگونگی رفتار سازه هایی که با این مواد ساخته می شوند در برابر این گونه بارها ضروری می باشد. در این پژوهش، با استفاده از نرم افزار Abaqus به بررسی رفتار پوسته های استوانه ای مرکب در برابر بار های انفجاری که از نوع بارهای ضربه ای هستند، پرداخته شده است. بدین منظور، پارامترهای مختلف تاثیرگذار بر روی رفتار مواد مرکب و نحوه اثرگذاری آنها مورد ارزیابی قرار گرفته است. از جمله این پارامترها می توان به تاثیر فاصله مرکز انفجار، میزان انحنا، نحوه لایه بندی و اندازه زاویه داخلی اشاره کرد. در عمل ممکن است به دلیل پاره ای از نیازهای موجود، بازشوهایی در پوسته تعبیه شود. با بررسی صورت گرفته مشخص شد که با ایجاد بازشو می توان تغییر مکان را کاهش داد. این راهکار با استفاده از پدیده کاهش سطح بارگیر پوسته در برابر بارهای ناشی از انفجار حاصل می شود.
    کلید واژگان: پوسته, مواد مرکب, استوانه, بار انفجاری, بازشو
    Amir Esmaeel Khosravi, Farzad Shahabian *, Younes Nouri
    Today, with the increasing damages of explosion, it is of great significance to assess the performance of structures against such damages that established by explosive load. Accidental explosions exert great and intense dynamic forces to surrounding structures. Recently, composite shells have been used in structures to protect them against explosion which is due to its high resistance to volume ratio, flexibility and resistance to shock forces. Thus, it is essential to assess how structures protected by such materials behave against these forces. In this paper, we have used Abaqus software to analyze data pertaining the behavior of composite shells against explosive loads. We assessed the various parameters affecting the behavior of CRFP and E-Glass Epoxy and how they were affected by explosive load. Some of the parameters assessed include loading, curving rate, number of layers and size of interior angle. In practice, it is necessary to include openings in the composite shell, thus it is important to evaluate the effect of these openings on the behavior of the composite shell. The survey showed that use of the opening has fallen down shift. The reason for this phenomenon is reduction of area that effected by explosive load in composite shell
    Keywords: Shell, Composite, Cylindrical, Blast load, Opening
  • علیرضا کردجزی، فریدون پویانژاد، فرزاد شهابیان

    در سال های اخیر روش های یادگیری ماشین به طور گسترده در مدل سازی مسائل علوم مختلف مورد استفاده قرار گرفته اند. روش ماشین بردار پشتیبان نیز یکی از روش های نسبتا جدید یادگیری ماشینی است که در مدل سازی مسائل مهندسی به طور موفقیت آمیز مورد استفاده قرار گرفته است. در این پژوهش از روش ماشین بردار پشتیبان برای پیش بینی مقاومت نهایی تیرورق های تحت اثر بارهای موضعی استفاده شده است. بارهای موضعی یکی از انواع بارگذاری ها است که می تواند سبب بروز ناپایداری و گسیختگی تیرورق ها شود. عوامل مهم و موثر در ناپایداری تیرورق ها، از قبیل کمانش جان وبال و ایجاد لهیدگی در محل اتصال بال به جان، باعث پیچیده شدن رفتار تیرورق ها می شود. به همین دلیل نتایج روش های نیمه تجربی موجود و یا نتایج تحلیل این مسئله با روش اجزای محدود همواره با خطاهای قابل توجهی همراه بوده است و نیاز به روش های کارآ تر هم چنان وجود دارد. در این مقاله از یک مجموعه داده شامل 126 نمونه از نتایج آزمایش های موجود برای گسترش مدل ماشین بردار پشتیبان استفاده شده است. این داده ها از مقالات منتشرشده استخراج شده اند و هر نمونه شامل مشخصات هندسی تیرورق، مشخصات بارگذاری و مشخصات مکانیکی مصالح تیر ورق می باشد. مقایسه نتایج حاصل از مدل های ارائه شده در این مقاله با مقادیر اندازه گیری شده، خطای متوسط کمتر از %7 را بر روی نمونه های آزمایش نشان می دهد و درنهایت مقایسه نتایج مدل های ارائه شده در این مقاله با یک روش سنتی متداول، برتری مدل SVM را تایید می کند.

    کلید واژگان: تیرورق ها, بارهای موضعی, ماشین بردار پشتیبان
    Ali Reza Kordjazi, Fereydoon Pooya Nejad, Farzad Shahabian

    The support vector machine (SVM) is a relatively new machine learning method which is increasingly being applied to engineering problems and have yielded encouraging results. Because of complex behavior of elastoplastic of web panels of plate girders under patch loading, almost none of the proposed methods provides consistent and accurate predictions of patch load capacity. Consequently, alternative solutions are required to overcome these limitations. In this paper SVM models are developed for predicting the ultimate resistance of plate girders subjected to patch loading. The training and testing patterns of the proposed SVM models are based on well established experimental results taken from literature. Finally a comparison is made between predictions obtained from the SVM models and a traditional method for determining patch loading resistance. The comparison confirms that the SVM models developed in this paper, outperform the traditional method.

    Keywords: Plate Girders, Patch Loading, Support Vector Machine
  • Soleiman Ghouhestani, Farzad Shahabian, Seyed Mahmoud Hosseini
    This paper deals with the dynamic analysis of stress field in cylindrically layered structures reinforced by carbon nanotube (CLSRCN) subjected to mechanical shock loading. Application of meshless local integral equations based on meshless local Petrov-Galerkin (MLPG) method is developed for dynamic stress analysis in this article. Analysis is carried out in frequency domain by applying the Laplace transformation on governing equations and then the stresses are transferred to time domain, using Talbot inversion Laplace techniques. The mechanical properties of the nanocomposite are mathematically simulated using four types of carbon nanotube distributions in radial volume fraction forms. The propagation of stresses is indicated through radial direction for various grading patterns at different time instants. The effects of various grading patterns on stresses are specifically investigated. Numerical examples, presented in the accompanying section 4 of this paper, show that variation of * CN V has no significant effect on the amplitude of radial stresses. Examples illustrate that stress distributions in cylindrical layer structures made of a CNT type  are more sensitive rather than other grading pattern types of CNTs. Results derived in this analysis are compared with FEM and previous published work and a good agreement is observed between them.
    Keywords: Carbon nanotube, Cylinder, Dynamic analysis, Layered, structures, Meshless local Petrov, Galerkin method
  • فرزاد شهابیان، مهدی شاهسوندی
    در قسمت های مختلف تیرورق ها، ممکن است بار های بزرگی وجود داشته باشند که در نظر نگرفتن اثرات موضعی آن ها در طراحی، می تواند منجر به خرابی تیرورق گردد. این گونه بار ها را که در یک محدوده کوچک بر تیر اثر می کنند، بار های موضعی(patch loading) می نامند. بار های موضعی یکی از چندین نوع بارگذاری است که می تواند باعث بروز ناپایداری در جان تیرورق شود؛ هر چند با پیش بینی یک جفت سخت کننده فشاری عرضی (قائم) در محل اعمال این گونه بار ها، می توان از بروز این ناپایداری جلوگیری کرد؛ ولی در بعضی سازه ها نظیر پل، نمی توان در تمام طول تیر، سخت کننده تعبیه کرد. یکی از راه های تقویت این گونه تیرورق ها، استفاده از سخت کننده های طولی (افقی) است. در این مقاله، روش های تعیین مقاومت نهایی تیرورق ها تحت اثر بار های موضعی، بررسی و مدلی برای تحلیل اجزای محدود آن ها به کمک نرم افزار ANSYS ارائه شده، که با نتایج آزمایش های موجود، سازگاری مناسبی دارد. در پژوهش حاضر، تیر ورق های تقویت شده با سخت کننده های طولی نیز مدل سازی و تحلیل گردیده است. در ادامه، با استفاده از نتایج حاصل از تحلیل، روابطی برای تعیین مقاومت نهایی این نوع تیرورق ها پیشنهاد گردیده که با نتایج آزمایش های در دسترس، تطابق خوبی دارد. افزون براین موقعیت بهینه سخت کننده طولی برای بیشترین افزایش در مقاومت نهایی تیر ورق تعیین و رابطه ای نیز برای آن ارائه شده که در مقایسه با نتایج تحلیل، از دقت قابل قبولی برخوردار است.
    کلید واژگان: تیرورق ها, بار های موضعی, سخت کننده های طولی
    Farzad Shahabian, Mehdi Shahsavandi
    Localized edge loading or patch loading of bridge girders, is frequently encountered in practice. The behavior of girders under patch loading represents complex stability and elastoplastic problems. In situation where the location of the patch load is fixed, transverse web stiffeners can be used to provide increased resistance, but for economic reasons should be avoided wherever possible. For moving load in some structures such as bridges, it is not possible to provide transverse stiffeners at all critical locations. One option is to use longitudinal stiffeners in these situations. In this article, ANSYS finite element software was used for structural analysis to investigate the ultimate resistance of plate girders subjected to patch loading. The finite element model was validated with experimental results taken from literature and found to be more accurate. Extensive parametric study was also performed to investigate the ultimate resistance of longitudinally stiffened plate girders. Furthermore, the ultimate resistance and the optimum position of the longitudinal stiffeners were presented in closed-form which showed satisfactory correlation with the theoretical results.
سامانه نویسندگان
  • دکتر فرزاد شهابیان مقدم
    دکتر فرزاد شهابیان مقدم
    استاد
اطلاعات نویسنده(گان) توسط ایشان ثبت و تکمیل شده‌است. برای مشاهده مشخصات و فهرست همه مطالب، صفحه رزومه ایشان را ببینید.
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال