جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "ضربه" در نشریات گروه "فنی و مهندسی"
-
بهبود مشخصات مکانیکی بتن به عنوان پایه ای ترین ماده در ساخت سازه های مختلف، به ویژه مقاومت کششی، خمشی و ضربه ای آن از دیرباز مورد توجه پژوهشگران مختلف بوده است. در این تحقیق به بررسی اثر افزودن الیاف فولادی مختلف به همراه الیاف پلی پروپیلن در نسبت های ابعادی مختلف به همراه افزودنی های معدنی پرکاربرد به منظور بهبود مقاومت ضربه ای بتن پرداخته شده است. پارامترهای در نظر گرفته شده شامل درصد الیاف پلی پروپیلن و فولادی، نسبت طول به قطر الیاف فولادی (L/D)، درصد افزودنی های خاکستر بادی، میکروسیلیس و اپوکسی، سن نمونه بود. آزمایش هایی با هدف تعیین مقاومت ضربه ای، کششی، خمشی و فشاری روی نمونه های بتنی تحقیق انجام شد. برای تعیین مقاومت ضربه ای، روش آزمایشگاهی نوینی معرفی و مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از مقاومت نمونه های بتن در سنین مختلف7، 28 و 90 روزه، بیانگر تاثیر چشمگیر استفاده از الیاف ترکیبی بر افزایش مقاومت کششی و ضربه ای و تا حدودی ضعیف تر بر مقاومت فشاری و خمشی بتن می باشد. همچنین تاثیرگذاری بیشتر استفاده از افزودنی های معدنی بر افزایش مقاومت خمشی بتن نسبت به استفاده از الیاف مشاهده گردید. مقایسه نمونه های با نسبت L/D الیاف فلزی مختلف نشان داد که الیاف با نسبت L/D کمتر به بهبود بیشتری در مشخصات مکانیکی بتن منجر می شوند. نهایتا میران تاثیر مثبت استفاده همزمان از الیاف ترکیبی با L/Dبهینه و افزودنی های معدنی بر مشخصات مکانیکی و بالاخص مقاومت ضربه ای بتن بررسی گردید.کلید واژگان: بتن, الیاف, ضربه, معدنی, ابعادImproving the mechanical characteristics of concrete especially its tensile, bending and impact resistance, has long been the focus of various researchers. In this research, the effect of adding different steel fibers along with polypropylene fibers in different dimensional ratios together with commonly used mineral additives to improve the impact resistance of concrete has been investigated. The considered parameters included the percentage of polypropylene and steel fibers, the ratio of length to diameter of steel fibers (L/D), the percentage of fly ash, microsilica and epoxy additives, and the age of specimen. Experiments aimed at determining the impact, tensile, bending and compressive strength of the studied concrete specimens were carried out. To determine the impact resistance, a new laboratory method was introduced and used. The results of the strength of concrete specimens at different ages of 7, 28 and 90 days show the significant effect of the use of hybrid fibers on increasing the tensile and impact resistance and somewhat weaker on the compressive and bending strength of concrete. It was also observed that the use of mineral additives has a greater effect on increasing the flexural strength of concrete than adding fibers. Comparison of specimens with various L/D ratios of metal fibers showed that fibers with lower L/D ratios result in greater improvement of the mechanical properties of concrete. Finally, the positive effect of the simultaneous use of hybrid fibers with optimal L/D and mineral additives on the mechanical characteristics and especially the impact resistance of concrete was investigated.Keywords: Concrete, Fiber, Impact, Mineral, Dimension
-
جهت حفاظت از تجهیزات و سازه های دفاعی در مقابل بارهای ضربه ای و انفجاری، بتن مسلح به طور گسترده مورداستفاده قرار می گیرد. در این مطالعه، آسیب بتن در اثر برخورد پرتابه بررسی شده و مدل آسیب ترد جانسون-هولمکوئیست برای مدل سازی پدیده نفوذ به عنوان مدل پایه انتخاب شده است. به منظور پیش بینی دقیق تر رفتار ماده، رابطه جدیدی برای اثر نرخ کرنش بر استحکام مدل ساختاری پایه، پیشنهاد گردید. ابتدا مفاهیم مدل پایه بیان گردیده و مدل آسیب استخراج شد و در ادامه الگوریتم مدل برای شبیه سازی عددی ارائه گردید. به منظور پیاده سازی و اعتبارسنجی الگوریتم، زیربرنامه ای به زبان برنامه نویسی فرترن بر اساس روش اجزاء محدود برای شبیه سازی فرایند آسیب نوشته و با استفاده از مدل ماده توسعه داده شده برخورد پرتابه به بتن مسلح بررسی گردید. بعد از اطمینان از همخوانی کد با نرم افزار آباکوس، نتایج تست های تجربی و پژوهش های سایر محققین با استفاده از شبیه سازی با کد توسعه یافته بررسی و صحت شبیه سازی تایید گردید. مدل پیشنهادی ترکیب خوبی بین سادگی و دقت در محاسبات پاسخ صفحات بتنی تحت تاثیر برخورد پرتابه در زوایای مختلف را نشان می دهد. در ضمن کد آماده شده از هزینه محاسباتی بسیار کمتری نسبت به نرم افزار ال اس داینا برخوردار است.کلید واژگان: آسیب ترد, آباکوس, روش اجزاء محدود, ضربه, زیربرنامهIn this study, the damage behavior of concrete under projectile impact is investigated. Thus, Johnson Holmquist brittle damage model, which is widely used to model penetration phenomenon, is chosen as the basic model. In order to more accurately predict the behavior of the material, a modified model is proposed by considering the new relationship for the effect of rate on the strength of the basic structural model. In the first step, the concepts of the basic model are expressed. Then, the formulation of the damage model is extracted and algorithm of the model for numerical simulation to solve it are presented. In order to implement and validate the algorithm, a subroutine is written in Fortran programming language based on the finite element method to simulate the damage process. In the following, using the developed model, the impact of the projectile on reinforced concrete is investigated. The model is verified by comparing the numerical and experimental results in the literatures. Numerical simulations using the proposed model show a good compatibility between simplicity and accuracy for calculations of concrete slabs under the impact of airborne projectile.Keywords: Brittle Damage, ABAQUS, Finite Element Method, Impact, Subroutine
-
در این مقاله برای بررسی شدت آسیب وارده به خلبان بالگرد تحت ضربه ناشی از سقوط، شبیه سازی عددی مدل صندلی واقعی کابین خلبان بالگرد انجام شده است. برای محدود کردن پیچیدگی مسئله، ضربه ای کاملا عمودی به عنوان سناریوی مرجع برای مجموعه ای شامل یک صندلی بالگرد قابل سقوط، بخش جذب انرژی و یک آدمک انسان نما در نظر گرفته شد. برای این کار مدل سه بعدی صندلی موجود در آزمایشگاه در دو حالت با و بدون افزودن مکانیزم جذب انرژی مورد مطالعه قرار گرفت. از سازه لانه زنبوری در بخش میراکننده صندلی استفاده شد. نتایج پژوهش حاضر نشان داد استفاده از جاذب UPVC برای آزمایش سقوط از ارتفاع با جرم مشخص، بر اساس معیارهای بیومکانیکی آسیب های واردشده به جمجمه و ستون فقرات را حدود 80 درصد کاهش داده است. هم چنین بر اساس نتایج مستخرجه در این پژوهش، سازه لانه زنبوری آلومینیومی با اینکه معیار آسیب وارده به سر را برآورده کرده و در محدوده مجاز قرار می گیرد، ولی معیارهای آسیب وارده به ستون فقرات و محدوده شتاب مجاز را رد کرده است؛ بااین حال نسبت به حالت بدون لانه زنبوری عملکرد بسیار بهتری داشته و تا حدود زیادی توانسته انرژی ضربه حاصل از سقوط را جذب نماید.
کلید واژگان: شبیه سازی عددی, صندلی, ضربه, بالگرد, آسیب, لانه زنبوریIn this article, to investigate the severity of damage to the helicopter pilot under the crash impact, the numerical simulation of the actual helicopter cockpit seat has been done. To limit the complexity of the problem, a fully vertical impact was considered as a reference scenario for the assembly consisting of a collapsible helicopter seat, an energy absorption section, and a humanoid dummy. For this purpose, the three-dimensional model of the chair in the laboratory was studied in two states with and without the addition of the energy absorption mechanism. A honeycomb structure was used in the seat cushion section. The results of the research showed that the use of UPVC damper to test the crash impact with a certain mass based on biomechanical criteria, an average 80 % decrease in serious injuries to the skull and spine has been achieved. Also, based on the results obtained in this research, although the aluminum honeycomb structure meets the criterion of damage to the head and is within the permissible range, it has rejected the criteria of damage to the spine and permissible acceleration range. However, compared to the case without honeycomb, it has performed much better and has been able to absorb the energy of the crash impact.
Keywords: Numerical Simulation, Seat, Impact, Helicopter, Damage, Honeycomb -
امروزه با درک اثرات مخرب سیمان و ایجاد آلاینده گی محیط زیست، دانشمندان در صدد دریافت روش های مختلف به منظور جایگزینی سیمان، توام سازگار با محیط زیست می باشند. یکی از این روش ها، استفاده از مواد پایه خاک حاوی الومینوم سیلیکاتی با فعال کننده های قلیایی و ضایعات صنعتی می باشد. هدف اصلی این تحقیق بررسی مشخصات مقاومتی و دوام ملات ژیوپلیمر و مقایسه آن با ملات پایه سیمانی و گلی خاک رس بود. برای این هدف هشت طرح اختلاط ملات مدنظر گرفته شد. دو طرح آن به ملات های پایه سیمانی و گلی به منظور مقایسه و شش طرح آن به ملات ژیوپلیمری اختصاص داده شد. ملات ژیوپلیمری با 0، 30 و 40 درصد سرباره که در سه طرح آن 1/0 درصد الیاف پلی پروپلین به صورت حجمی استفاده گردیده مدنظر گرفته شد. غلظت محلول هیدروکسید سدیم 12 مولار و نسبت سیلیکات سدیم بر هیدروکسید سدیم 5/2 بودند. نمونه ها از نظر مقاومت فشاری و کششی در سنین 7، 28، 54 و 90 روز آزمایش شدند و پس از 28 روز نیز آزمون جذب آب، جذب آب مویینگی و مقاومت در برابر ضربه انجام شد. نتایج آزمون مقاومت فشاری 28 روزه نشان داد که نمونه های ژیوپلیمری حاوی 30 و 40 % سرباره با الیاف پلی پروپیلن به ترتیب 53 و 73% مقاومت نمونه سیمانی و 6/3 و 9 برابر نسبت به نمونه پایه رسی بیشتر شدند و مقاومت کششی نمونه های موردنظر 53 و 63 % مقاومت نمونه سیمانی را کسب کردند و نسبت به نمونه پایه رسی 5 و 5/9 برابر بیشتر شدند. نتایج نشان داد که استفاده از الیاف پلی پروپیلن در نمونه های ژیوپلیمری حاوی 30 و 40% سرباره باعث کاهش جذب آب گردید ولی در مقایسه با نمونه سیمانی، پس از 72 ساعت 95 و 72 % آب بیشتری جذب کردند. ضریب جذب مویینگی در تمامی نمونه های ژیوپلیمری رقم بالایی را نشان داد اما استفاده از الیاف در نمونه حاوی 40 % سرباره باعث کاهش 1 % این ضریب نسبت به نمونه غیرالیافی آن گردید. نتایج مقاومت ترک خوردگی نمونه های ژیوپلیمری در آزمایش ضربه نشان داد که نمونه های حاوی 30 و 40 % سرباره با الیاف به ترتیب 40 و 73 % مقاومت ترک خوردگی نمونه سیماتی را کسب کردند. مقاومت انهدام نمونه حاوی 30 % سرباره با الیاف حدود 46 % مقاومت سیمانی را به دست آورد اما مقاومت انهدام نمونه حاوی 40 % سرباره با الیاف، 15 % بیشتر از نمونه سیمانی شد.کلید واژگان: ژئوپلیمر, خاک کلینوپتولولیت, سرباره, مقاومت فشاری, کششی, جذب آب, ضربه, الیاف پلی پروپیلنIn light of the adverse ecological outcomes of cement production, researchers are exploring alternative materials that can replace cement in construction while maintaining environmental compatibility. An alternative strategy is the use of soil base materials containing aluminum silicate with alkaline activators and industrial waste. This study aims to evaluate the strength and durability properties of geopolymer mortar relative to cement and clay-based mortars. Eight mixing designs were employed, including two for cement and clay-based mortars for comparison, and six for geopolymer mortars. The geopolymer mortars tested comprised 0%, 30%, and 40% slag, with 0.1% polypropylene fibers used in three designs. A 12 M concentration of sodium hydroxide solution and a sodium silicate to sodium hydroxide ratio of 2.5 were utilized in this study. The samples were subjected to compressive and tensile strength evaluations at 7, 28, 54, and 90-day intervals. Additionally, water absorption, capillary water absorption, and impact resistance tests were performed after 28 days. The compressive strength test conducted after 28 days revealed that geopolymer mortars that contained either 30% or 40% slag, along with polypropylene fibers, achieved 53% and 73% of the compressive strength of the cement sample, respectively. This increase represented a 3.6 to 9-fold improvement over clay-based samples. The tensile strength of the geopolymer samples was found to be 53% and 63% of the strength of the cement, but 5 and 9.5 times higher than the clay-based sample, respectively. The results showed that the use of polypropylene fibers in geopolymer samples containing 30 and 40% slag reduced water absorption, but compared to cement samples, they absorbed 95 and 72% more water after 72 hours. The coefficient of capillary absorption in all geopolymer samples was high, but the use of fibers in the sample containing 40% slag resulted in a 1% reduction in this coefficient compared to the non-fiber sample. Cracking resistance tests were conducted on the geopolymer samples, which showed that the samples containing 30 and 40% slag with fibers achieved 40 and 73% of the cracking resistance of the cement sample, respectively. The destruction resistance of the sample containing 30% slag with fibers was approximately 46% of the cement resistance, while the model containing 40% slag with fibers exhibited a 15% improvement relative to the cement sample.Keywords: Geopolymer, Clinoptilolite Soil, Slag, Alkaline Activators, Compressive, Tensile Strength, water absorption, Impact resistance, Polypropylene Fibers
-
بشر همواره می کوشد تا از طبیعت الهام گرفته و سازه های جدید خلق کند. یکی از این سازه های نوین، سازه های سلولی و مشبک هستند که به دلیل وزن پایین و استحکام فشاری مناسب مورد توجه محققان قرار گرفته اند. در این مقاله با الهام از طبیعت و ساختار های موجود در آن به بررسی این سازه ها و با الگوبرداری از موجوداتی مانند لاک پشت، حلزون و صدف دریایی پرداخته شده است. به این منظور از هر الگو دو مدل جدید که مشابه آن قبلا طراحی و ساخته نشده است، طراحی و با استفاده از روش افزایشی از جنسPetg ساخته شد. نمونه ها تحت آزمایش دو ضربه (سرعت پایین) متوالی با وزن ضربه زننده2.2Kg و در دو ارتفاع 5cmو 10cm قرار گرفتند. نتایج نشان داد بیشترین نیروی حاصل از ضربه در ارتفاع 5cm به ترتیب مربوط به یکی از نمونه های الگو برداری شده از لاک پشت و یکی از نمونه های الگو برداری شده از حلزون و با نسبت 325% و کمترین نیروی حاصل از ضربه در ارتفاع 10cm به ترتیب مربوط به یکی از نمونه های لاک پشت و یکی از نمونه های حلزون و با نسبت 200% می باشد. بیشترین و کمترین جابجایی در حداکثر نیروی حاصل از ضربه در ارتفاع 5cm به ترتیب مربوط به یکی از نمونه های الگو برداری شده از حلزون و یکی از نمونه های الگو برداری شده از لاک پشت و با نسبت 252% و در ارتفاع10cm به ترتیب مربوط به یکی از نمونه های حلزون و یکی از نمونه های لاک پشت و با نسبت 238% می باشد.
کلید واژگان: ضربه, سازه های سلولی, لاک پشت, حلزون, صدف دریاییMan always tries to get inspiration from nature and create new structures. One of these new structures is cellular and lattice structures, which have attracted the attention of researchers due to their low weight and appropriate compressive strength. In this article, inspired by nature and the structures in it, these structures have been investigated and modeled on creatures such as turtles, snails and sea shells. For this purpose, two models of each pattern were designed and made of Petg material using the additive method. The samples were subjected to the test of two consecutive impacts with the impact weight of 2.2 Kg and at two heights of 5 cm and 10 cm. The results showed that the highest and the lowest impact force at a height of 5cm respectively correspond to one of the samples taken from a turtle and one of the samples taken from a snail with a ratio of 325% and at a height of 10 cm, respectively, it corresponds to one of the turtle samples and snail samples, with a ratio of 200%. The highest and lowest displacement in the maximum force resulting from the impact is at a height of 5 cm, respectively, related to one sample taken from a snail and a turtle with a ratio of 252%, and at a height of 10 cm, respectively, it corresponds to one of the snail samples and turtle samples, with a ratio of 238%
Keywords: Impact, cellular structures, Turtle, Snail, sea shell -
بتن یکی از مصالح رایج در سازه های استراتژیک است و به ضعم آن بتن پارچه ای (CC) که بتن مسلح به پارچه (TCR) نیز نامیده می شود یکی از فناوری های نوین و تکنولوژی روز دنیا به حساب می آید. باتوجه به کاربردهای عمومی بتن پارچه ای، نیاز بررسی و ارزیابی آن در زمینه نظامی و دفاعی روشن می شود که به همین منظور در پژوهش حاضر اهداف بتن پارچه ای با ابعاد 120 میلی متر در 120 میلی متر و ضخامت 10 میلی متر تحت نفوذ پرتابه های فولادی با دماغه های تخت، نیم کروی و مخروطی آزمایش شده اند و میزان سرعت حد بالستیک نمونه بتن پارچه ای مشخص و میزان بیشنه قطر تخریب سطوح جلو و پشت نمونه اندازه گیری شده است. مکانیزم شکست نمونه های بتن پارچه ای به شکل شکست شکننده و از نوع تکه تکه شدگی پدید آمده است که عملکرد نسبتا مناسبی را در برابر نفوذ پرتابه ها نشان داده اند به طوری که میزان مساحت و قطر تخریب در سطح جلوی نمونه ها بسیار ناچیز و بعضا به اندازه قطر پرتابه بوده است، همچنین در سطح پشتی نمونه ها نیز میزان تخریب قابل قبول بوده و با افزایش سرعت برخود، میزان تخریب نیز به صورت خطی افزایش یافته است و میزان سرعت حد بالستیک برای پرتابه های فولادی با دماغه های تخت، نیم کروی و مخروط به ترتیب مقدار 124، 110 و 100 متربرثانیه بدست آمده که نشان دهنده نفوذ آسان پرتابه با دماغه مخروطی و نفوذ دشوار پرتابه با دماغه تخت می باشد.
کلید واژگان: تحلیل تجربی, سرعت حد بالستیک, نفوذ, ضربه, بتن پارچه ایConcrete is one of the common materials in strategic structures, and because of it, fabric concrete (CC), which is also called fabric reinforced concrete (TCR), is considered one of the latest technologies in the world. According to the general applications of fabric concrete, the need to investigate and evaluate it in the field of military and defense becomes clear, and for this purpose, in this research, fabric concrete targets with dimensions of 120 mm x 120 mm and thickness of 10 mm are subjected to the penetration of steel projectiles with flat, hemispherical and conical noses. have been tested and the velocity of the ballistic limit of a specific fabric concrete sample and the maximum diameter of destruction of the front and back surfaces of the sample have been measured. The failure mechanism of fabric concrete samples has emerged in the form of brittle and fragmentation type failure, which have shown a relatively good performance against the penetration of projectiles, so that the area and diameter of destruction on the front surface of the samples was very small and sometimes as much as the diameter of the projectile. On the back surface of the samples, the amount of destruction is also acceptable and with the increase of the impact speed, the amount of destruction has also increased linearly, and the ballistic limit speed for steel projectiles with flat, hemispherical and cone noses is 124, 110 and 100 m/s, respectively. It is stated that it indicates the easy penetration of projectiles with a conical nose and the difficult penetration of projectiles with a flat nose. </em>
Keywords: Experimental Analysis, Ballistic Limit Speed, Penetration, Impact, Cloth Concrete -
سیستم ماهواره هنگام پرتاب و جدایش تحت ضربه قرار می گیرد. در صورت عدم کنترل ضربه این ضربه بر قسمت های مختلف از جمله سیستم های الکترونیکی آسیب وارد می کند. در این مقاله مدار الکترونیکی مرتبط با سیستم هدایت ماهواره به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. این مدار روی 5 پایه که به بدنه متصل می باشند، قرار دارد. هدف از این بررسی و مطالعه، طراحی و تحلیل پایه ها، می باشد، به طوری که کمترین مقدار ضربه به مدار الکترونیکی وارد شود. مدار الکترونیکی در این مطالعه یک صفحه در نظر گرفته شده است. پارامترهای موثر در انتقال ضربه از جمله پارامترهای هندسی و زاویه پایه با سطح افق مورد مطالعه قرار گرفته است. تاثیر زاویه پایه با سطح افق بر سفتی سیستم به صورت تحلیلی بررسی و با استفاده از شبیه سازی المان محدود صحت سنجی شده است. نتایج این بررسی نشان می دهد که تغییر زاویه پایه، باعث می شود قابیت انتقال پذیری شتاب متناسب با فرکانس تحریک تغییر کند. همچنین به دلیل وابسته بودن قابلیت انتقال پذیری شتاب به نسبت ω/ω_n ، پارامترهای مختلف باید متناسب با محدوده فرکانس تحریک انتخاب شوند زیرا در صورت عدم انتخاب صحیح پارامترهای مختلف شتاب مدار از شتاب ورودی بیشتر خواهد بود.کلید واژگان: پایه مدار الکترونیکی, ضربه, ماهوارهThe satellite system is subjected to shock during launch and separation. The shock causes damage to various parts, including the electronic system. In this article, the electronic board of the satellite guidance system has been analytically examined. This board is located on 5 legs that are connected to the body. The purpose of this study is to design the legs so that the least amount of shock is introduced to the electronic board. The electronic board is assumed to be a plate. Effective parameters in shock transmission, including geometrical parameters and the leg angle with the horizon surface, have been studied. The influence of the leg angle with the horizontal surface on the stiffness of the system has been investigated using analytical relations. Finite element simulation has been used to validate the equivalent stiffness. The results of this study show that changing the base angle causes the transmissibility of acceleration to change according to the excitation frequency. Acceleration transmissibility depends on the ratio ω/ω_n . For this reason, different parameters should be selected according to the excitation frequency range. If different parameters are not selected properly, the output acceleration will be higher than the input acceleration.Keywords: Electronic board, leg, shock, satellite
-
در این تحقیق به خصوصیات مکانیکی شامل مقاومت خمشی و مقاومت در برابر ضربه برای تیرهای کامپوزیت فولادی با بتن با عملکرد بالا پرداخته می شود. در ساخت قسمت فولادی نمونه ها از مقطع سپری نمره 4 که در قسمت کششی از ورق با ضخامت 5 میلیمتر و در دو عرض 30 و 40 میلیمتر به طول 70 سانتیمتر استفاده می شود. لازم به ذکر است بال فشاری تعدادی از نمونه ها به وسیله بتن با نسبت الیاف فولادی متفاوت تقویت شده است. در ساخت بتن، نمونه ها از بتن خودمتراکم با 3 درصد الیاف فولادی متفاوت که عبارتند از 0 ،5/0 و 1 درصد استفاده گردید. نتایج آزمایش های ضربه نشان می دهد میزان جذب انرژی و همچنین نیروی بیشینه اولیه با افزایش درصد الیاف افزایش یافته است، به طوری که بیشترین جذب انرژی مربوط به تیر با عمق بتن 4 سانتی متر و درصد فیبر 1 درصد می باشد که نسبت به نمونه بدون بتن 09/0درصد افزایش داشته است. در مورد نتایج آزمایش خمشی نیز با بیشتر شدن الیاف، مقدار مقاومت بطور متناوب افزایش یافت به طوری که تیر مذکور بهترین عملکرد را داشته که افزایش مقاومت آن نسبت به نمونه مشابه بدون بتن برابر 204 درصد بوده است.کلید واژگان: بتن با عملکرد بالا, خمش, ضربه, کامپوزیتIn this research, the mechanical properties including bending strength and impact resistance for steel composite beams with high performance concrete are discussed. In the construction of the steel part of the specimens, the shield cross-section grade 4 is used in the tensile part of the sheet with a thickness of 5 mm and two widths of 30 and 40 mm and a length of 70 cm. It should be noted that the compression wing of some specimens is made of concrete with Different steel reinforced fibers. Self-compacting concrete with 3 percent of different steel fibers, which are 0, 0.5, and 1 percent, was used in making the concrete of the specimens. The results of the impact tests showed that the amount of energy absorption as well as the initial maximum force increased with the increase in the fibers percentage that the highest energy absorption is related to the w4hc4sf1 beam, which has increased by 0.09% compared to the specimen without concrete. Regarding the results of the bending test, the resistance value increased intermittently with the increase of fibers. The w4hc4sf1 beam had the best performance, and its strength increase compared to the same specimen without concrete was equal to 204%.Keywords: High Performance Concrete, Bending, Impact, Composite
-
مطالعه نقاط داغ بهعنوان عامل آغازش تصادفی یا غیر تصادفی در واکنشهای مواد پرانرژی بهمنظور افزایش ایمنی کار و انبارداری این مواد از اهمیت ویژهای برخوردار است. نقاط داغ با تبدیل انواع مختلف نیروهای مکانیکی، اصطکاک، حرارتی و... به شکل گرما، سبب بالا رفتن تصاعدی دما حدود 700 کلوین در زمان 3- 10 تا 5- 10 ثانیه در آن نقطه میگردد، اگر این دما بالاتر از آستانه انرژی مورد نیاز برای آغازش مواد پرانرژی باشد موجب شروع واکنشهای سوختن و یا انفجار در آن نقطه میشود و سپس ممکن است توده ماده پرانرژی دچار آغازش شود. مکانیزمهای دهگانه تشکیل نقاط داغ (مانند ضربه، برش آدیاباتیک، گرمایش گاز جذبشده، انواع جرقه و...) شناخته شدهاند. نوع مکانیزم دخیل در ایجاد نقطه داغ به نوع انرژی فرودی، ماهیت و اجزاء مخلوط، خواص فیزیکی مواد سازنده و همچنین شرایط محیطی ماده بستگی دارد که بسته به شرایط ممکن است بهطور همزمان یکی یا چند مکانیزم عمل مشارکت داشته باشند و تاثیر هر مکانیزم نیز در شرایط مختلف متفاوت است.
کلید واژگان: نقاط داغ, ضربه, شوک, ریزساختار, اصطکاک, تریبولومینسانسThe Study of Hot Spots as a Cause of Circumstantial Initiation in Energetic Materials in order to Increase Work and Storage Safety of these Materials is of Special Importance. Hot Spots, by Converting Different Types of Force like Mechanical Forces, Friction, Heat, and electro static discharge into Heat, Cause the Temperature to Rise Exponentially by about 700 Kelvin in 10-3 to 10-5 Seconds at that Point. If This Temperature Higher than Energy Threshold Required for the Initiation of Energetic Materials, it will Operate Combustion or Explosion Reactions at that Point, and then the Bulk of Energetic Materials may Initiate. Several different Mechanisms for the Formation of Hot Spots (such as Impact, Adiabatic Cutting, Adsorbed Gas Heating, Sparks, etc.) Are Investigated. The Type of Mechanism Involved in Creating the Hot Spot Depends on the Type of Energy Entering, the Nature and Components of the Mixture, the Physical Properties of the Material as well as the Environmental Conditions. Depending on the Conditions, one or more Mechanisms at the same Time may be Involved, and the Effect of each Mechanism is Different in Various Situations.
Keywords: Hot spots, Impact, Shock, Microstructure, Friction, Triboluminescence, Energitic Material -
ورق های گرافن در طول فرایند ساخت و عمر کاربردی خود، تحت بارها و حوادث متفاوتی نظیر برخورد جرم ها یا بارهای مختلف قرار می گیرند که سبب تغییر شکل، جابه جایی و ارتعاشاتی در اتم های کربن و بعضا پارگی ورق گرافن می شوند. در این مقاله اثر پارامترهای ضربه زننده و ورق گرافن بر الگوی شکست ورق گرافن بررسی شده است. صفحات گرافن با ابعاد متفاوت و ضربه زننده در شکل های مختلف انتخاب گردیده است و ابزار جمع آوری داده ها نرم افزار لمپس و روش تحلیل بر اساس روش دینامیک مولکولی می باشد. شبیه سازی توسط نرم افزار لمپس که روشی بسیار دقیق و نزدیک به شرایط آزمایشگاهی می باشد، بر اساس گام زمان و انحراف نقطه مرکزی صفحه صورت گرفته است و تاثیر برخی از پارامترها مانند جرم، تعداد لایه های ورق گرافن، شکل های مختلفی شامل مکعب، کره و مخروط و هم چنین ابعاد متفاوت ورق گرافن بر روی پارگی ورق بررسی شده است. با بررسی تاثیر هندسه های مختلف ضربه زننده (کروی و مکعبی و مخروطی) مشاهده شد که ورق گرافن با برخورد ضربه زننده کروی بیشترین جابه جایی اتم های میانی را داشته است و ضربه زننده مخروطی سبب بیشترین تعداد پیوند شکسته شده در ورق گرافن، نسبت به دو ضربه زننده دیگر می گردد. با افزایش جرم ضربه زننده کروی و افزایش ابعاد ورق گرافن، تعداد پیوندهای شکسته شده بیشتر شده درحالی که سرعت شکسته شدن پیوندها با افزایش جرم ضربه زننده کمتر شده است؛ همچنین با افزایش ابعاد ورق گرافن، سرعت شکستن پیوندها بیشتر شده است. علاوه بر این با افزایش تعداد لایه ها، مقدار جابجایی اتم های میانی صفحه کمتر و سرعت لازم برای شکستن پیوندها بیشتر شده است.کلید واژگان: گرافن, ضربه, شبیه سازی دینامیک مولکولیGraphene sheets are subjected to various loads and events during the manufacturing process and their functional life, such as collisions with different masses or loads, which cause deformation, displacement, and vibrations in carbon atoms and sometimes rupture of graphene sheets. Graphene sheets with different lengths and impactors in different forms of selection and data collection tools are Lamps and Molecular Dynamics software. Simulation by Lamps software, which is a very accurate method and close to laboratory conditions; Based on the time step and the deviation of the central point of the page; The effect of some parameters such as mass, number of layers of graphene sheet, different shapes including cube, sphere and cone as well as different lengths of graphene sheet on sheet tearing was investigated. Therefore, with the increase in the mass of the spherical impactor and the increase in the length of the graphene sheet, the number of broken bonds increased, while the speed of breaking the bonds decreased with the increase in the mass of the impactor, and with the increase in the length of the graphene sheet, the speed of breaking the bonds increased. Then, by examining the effect of different impactor geometries (spherical, cubic, and conical), it was observed that the surface during the spherical impactor has the most displacement of the middle atoms of the plane and the conical impactor has the highest number of broken bonds compared to the two impactors. also with the increase in the number of layers, the amount of displacement of the atoms in the middle of the plane is less and the speed required to break the bonds has increased.Keywords: graphene, Impact, Molecular Dynamics Simulation
-
در این پروژه ضمن بررسی نمونه دستگاه مقایسه ی ضربه کلت، با بررسی نیازهای موجود و طراحی جدید و بومی، یک نمونه با کارایی مد نظر ساخته شده است. طی این مقاله به اقدامات انجام شده و روند طی شده جهت رسیدن به این دستاورد پرداخته میشود. هدف این پروژه بررسی و ساخت تجهیزی جهت تست و مقایسه میان سلاح های کمری که در تمامی ارگان های نظامی مورد استفاده است،بوده دستاورد آن طراحی دستگاهی است که حداکثر ثبات و دقت را حفظ کرده و برای اکثر سالح های گرم دستی قابل استفاده باشد و حداکثر دقت را در حداقل هزینه در اختیار قرار دهد. با جمع آوری داده هایی از تنها نمونه خارجی دستگاه و سپس بررسی ضربه ناشی از شلیک گلوله کالیبر 9 میلیمتر، طراحی مکانیزم های مد نظر و تحیل در نرم افزار المان محدود انجام شده و در نهایت با هدف کاهش هزینه ساخت و تست نمونه اولیه روش تولید مناسب پیشنهاد گردیده است. این دستگاه کارایی های بسیار زیادی در حوزه تست و بهینه سازی سلاح های کمری داشته و به ارتقا عملکرد کلتها کمک شایانی نموده است.
کلید واژگان: ضربه, روش تولید, کالیبر 9, نرم افزار المان محدود, ارتقا, بهینه سازی -
نویز صدای ناخواسته در اقیانوس است و در عملکرد سونار یا سایر تجهیزات ثبت صدای زیر آب اختلال ایجاد می کند. منابع اصلی صدای تولید شده توسط کشتی ها عبارتند از (1) سیستم رانش.(2) پروانه؛ (3) ماشین آلات کمکی؛ (4) اثرات هیدرودینامیکی و (5) حرکات بدنه.یکی از منابع تولید نویز مصنوعی در محیط دریا، نویز حاصل از ماشین آلات درون شناورها است. این نویز ناشی از ارتعاش ذاتی سیستم های مکانیکی است. وجود ناپایداری های کوچک همراه با نیروها و گشتاورهای تولیدکننده کار، ارتعاشاتی را ایجاد می کند که در نهایت به سطوح تابشی منتقل می شود و بنابراین منبع نویز هستند. این نوع نویزها ناشی از 5 عامل زیر هستند: عدم تعادل مکانیکی، نوسانات نیروی الکترومغناطیسی، صداهای ضربه، صدای پیستون در ماشین آلات رفت و برگشتی و نویز یاتاقان ها. در این مقاله تنها به بررسی نویز حاصل از ماشین آلات یک شناور پرداخته و طیف فرکانسی و نیز سطح نویز تولید شده را توصیف می کنیم.
کلید واژگان: نویز, ضربه, پیستون, شناور, عدم تعادلNoise is unwanted sound in the ocean, since it generally, interferes with the operation of sonar or other underwater sound registration equipment. The principal sources of radiated sound from ships are (1) the propulsion system; (2) the propeller; (3) the auxiliary machinery; (4) the hydrodynamic effects and (5) the hull movements. One of the sources of artificial noise in the sea environment is the noise from the machines inside the vessels. This noise is caused by the inherent vibration of mechanical systems. The presence of small instabilities along with the forces and torques that produce the work creates vibrations that are eventually transmitted to the radiation surfaces and are therefore a source of noise. This type of noise is caused by the following 5 factors: mechanical unbalances, electromagnetic force fluctuations, impact sounds, piston sound in reciprocating machines and bearing noise. In this article, we only examine the noise generated by a floating machine and describe the frequency range as well as the noise level produced.
Keywords: Noise, Impact, Piston, Vessel, Unbalances -
مقاومت فشاری و کششی پایین، جذب آب بالای بلوک سبک هوادار اتوکلاوشده که سبب جذب آب ملات شده و همچنین مقاومت پایین در برابر ضربه، از مشکلات فنی و اجرایی استفاده از آن در پروژه های ساختمانی است. بدین منظور، در این مقاله به کمک افزودن نانوگرافن با مقادیر 2/0، 4/0 و 8/0 درصد جایگزینی سیمان در بلوک و تحت آزمایش های مقاومت فشاری و کششی (نمونه های استوانه ای به قطر 10 و ارتفاع 20 سانتیمتر)، ضربه (نمونه های مکعبی به بعد 15 سانتیمتر)، جذب آب (نمونه های مکعبی به بعد 15 سانتیمتر)، SEM و XRD سعی شده است خواص ذکر شده بهبود یابند. بر اساس نتایج بدست آمده، با افزودن نانوگرافن به ترکیب بلوک سبب افزایش مقاومت فشاری و کششی و ضربه تا 45، 81 و 130 درصد نسبت به نمونه شاهد شده است. همچنین افزودن نانوگرافن سبب کاهش 61 درصدی میزان جذب آب گردیده است. همچنین نتایج حاصل از آزمایش های ریزساختار بر روی نمونه ها بیانگر این است که وجود نانوگرافن در ترکیب بلوک، سبب ایجاد ساختاری مستحکم بین اجزا شده و اندازه ذرات تا 30 درصد ریزتر شده است. بر اساس نتایج بدست آمده، با افزودن نانوگرافن به ترکیب بلوک سبب افزایش مقاومت فشاری و کششی و ضربه تا 45، 81 و 130 درصد نسبت به نمونه شاهد شده است. همچنین افزودن نانوگرافن سبب کان جذب آب گردیده است. همچنین نتایج حاصل از آزمایش های ریزساختار بر روی نمونه ها بیانگر این است که وجود نانوگرافن در ترکیب بلوک، سبب ایجاد ساختاری مستحکم بین اجزا شده و اندازه ذرات تا 30 درصد ریزتر شده است.
کلید واژگان: بلوک سبک هوادار اتوکلاوشده, نانوگرافن, مقاومت فشاری و کششی, جذب آب, ضربهLow compressive and tensile strength, high water absorption of the AAC leading to excessive absorption of the mortar’s water as well as low impact resistance, are the technical and executive drawbacks of using the ACC in the construction projects. To address these issues, in this paper, it has been attempted to replace cement with Nano-Graphene (NG) at ratios of 0.2, 0.4 and 0.8% and study mechanical properties of the modified NG-incorporated AAC, using the compressive and tensile strength tests (cylindrical specimens with diameter and height of 10 and 20cm, respectively), impact resistance and water absorption tests (cubic specimens with size of 15cm) as well as SEM and XRD tests. Based on the results, replacement of cement with NG, could enhance the compressive, tensile strength and impact resistance by 45, 81 and 130% compared to the control specimen. Moreover, it was observed that inclusion of the NG reduced the water absorption up to 61%. Finally, the SEM results revealed that incorporation of the NG strengthened the bonds between the compounds and the particles were downsized by 30%.
Keywords: Autoclaved Aerated Concrete, Nanographene, Compressive, Tensile Strength, WaterAbsorption, Impact, SEM, XRD -
خرابی پیشرونده شاخه ای از تحقیقات است که در چند سال اخیر موردتوجه محققین قرارگرفته است. در این تحقیق به بررسی پتانسیل تخریب پیشرونده سازه فولادی چهار طبقه تحت اثر برخورد کامیون دارای وزن 8 تن نیرو با ستون های طبقه همکف پرداخته شده است. سرعت وسیله نقلیه برابر با 20 متر بر ثانیه در نظر گرفته شد. این سازه فولادی 4 طبقه (در یک جهت دارای سیستم قاب خمشی فولادی متوسط و مهاربند همگرای ویژه فولادی و جهت دیگر دارای سیستم قاب خمشی فولادی متوسط) در نرم افزار ETABS مدل سازی و طراحی شد. برای شبیه سازی سازه تحت سناریوهای برخورد از نرم افزار اجزای محدود ABAQUS استفاده شده است. مدل سازی ها به صورت سه بعدی در نظر گرفته شد. در این تحقیق، 6 سناریوی برخورد کامیون به ستون های مجاور مختلف سازه با انجام تحلیل های دینامیکی غیرخطی در نظر گرفته شده است. نتایج نشان داد که ستون های گوشه نسبت به ستون های پیرامونی در برابر برخورد آسیب پذیرتر هستند. همچنین وجود مهاربندها باعث کاهش خرابی و تغییر شکل در سناریوی موردنظر می شود. به طوری که جابجایی افقی در ستون گوشه مورد ضربه در سناریو 4 (در جهت قاب خمشی) حدود 3 برابر سناریو 1 (در جهت سیستم دوگانه) است. این موضوع تاثیر مثبت مهاربند را در کاهش پاسخ های سازه در مقابل ضربه را نشان می دهد.
کلید واژگان: تخریب پیشرونده, ضربه, برخورد کامیون, تحلیل دینامیکی غیرخطی, ABAQUSIn this study, the potential of progressive collapse of a four-story steel structure due to the collision of an 8-ton truck with the ground floor columns was investigated. For this purpose, a 4-story steel structure ( with intermediate steel moment frame system and special concentric steel bracing in the x-direction and intermediate steel moment frame system in the y-direction ) was modeled and designed in ETABS software. ABAQUS finite element software was used to simulate the structure under collision scenarios. In this research, 6 scenarios of truck collision with adjacent columns of the structure have been considered by performing nonlinear dynamic analyzes. The vehicle speed is assumed to be 20 meters per second. The results showed that corner columns are more vulnerable to impact than perimeter columns. The presence of braces reduces the collapse and deformation in the desired scenario. The horizontal displacement in the impacted column in the direction of the moment frame was about 3 times that of in the direction of the dual system. this shows the positive effect of bracing system in reducing the structural responses to impact.
Keywords: Progressive collapse, Impact, Truck Collision, Nonlinear Dynamic Analysis, ABAQUS -
سازه های کامپوزیتی تحت بارگذاری ضربه مستعد انواع مکانیزم های خرابی از قبیل جدایش بین لایه ای، شکست الیاف و یا ترک ماتریس می باشند. مطاعات نشان می دهد که خرابی سازه های کامپوزیتی در اثر ضربه وابسته به ابعاد (درون صفحه ای و بین صفحه ای) و چینش لایه ها می باشند. تحقیق حاضر با استفاده از روش نشرآوایی سی اسکن و سی تی اسکن به بررسی تاثیر ابعاد و چینش لایه ها بر خرابی صفحات کامپوزیتی اثر ضربه سرعت پایین پرداخته است. بدین منظور چهار نمونه با ساختار شبه ایزوتروپ با لایه چینی [45m/0m/90m/-45m]ns ساخته شده و تحت بارگذاری قرار گرفتند و سیگنال های نشرآوایی آن ها ثبت شدند. سه نمونه IS، PS و SS بر اساس استاندارد D6264/D6264M، و یک نمونه مرجع R که نصف ابعاد درون صفحه ای سه نمونه ی قبلی را دارند بررسی شدند. مقادیر m و n متناسب با طراحی مورد نظر تغییر کرده است. داده های آزمون نشرآوایی با استفاده از تابع سنتری تحلیل شدند و سپس تصاویر سی اسکن و سی تی اسکن نیز جهت مشاهده اندازه و محل خرابی ها به کار گرفته شدند. نتایج این تحقیق نشان داد که تغییرات ابعادی و نوع لایه چینی باعث تغییر نوع و شدت مکانیزم های خرابی و رفتار مکانیکی مواد کامپوزیتی می شود. همچنین نشان داده شده است که آزمون نشرآوایی توانایی مشاهده تاثیر ابعاد و لایه چینی در کامپوزیت های شیشه/اپوکسی را دارد.
کلید واژگان: کامپوزیت, ابعاد, ضربه, نشرآوایی, سی-اسکن, لایه چینی, سی تی-اسکن, شیشه, اپوکسیComposite structures under impact loading are prone to a variety of damage mechanisms such as delamination, fiber breakage, or matrix cracking. It is proven that the impact-induced damage mechanisms of composite materials are dependent on scaling (in-plane and out-of-plane) and layup configurations. The present study has investigated the effect of scaling and layup configurations on the failure mechanisms of composite materials under low-velocity impact force using acoustic emission, C-scan and CT-scan tools. For this purpose, four samples with quasi-isotropic configurations of [45m/0m/90m/-45m]ns were manufactured, then they were loaded and acoustic signals were recorded. The three IS, PS, and SS samples were investigated based on D62624/D6264M ASTM standard test and the R sample had half of the in-plane dimension of them. The variables m and n vary according to the design plan. The obtained acoustic emission data were analyzed using sentry function, then C-Scan and CT-scan were utilized for damages’ size and location. It was proven that scaling and layup configuration affect the type and intensity of damage mechanisms as well as mechanical behavior of the laminated composites. Furthermore, the acoustic emission method is shown as an indicator of scaling and layup configuration effects in glass/epoxy composite materials under the low-velocity impact.
Keywords: CT-scan, Glass, Epoxy, Composite Materials, Configuration, Scaling, Impact, Acoustic Emission, C-scan -
این مطالعه برای چهار نمونه بتنی از بتن خودتراکم استفاده شده است. در روش تجربی شتاب ضربه زننده توسط سنسور شتاب سنج اندازه گیری شده و تغییرشکل نمونه ها پس از اتمام آزمایش اندازه گیری شده است. برای مدلسازی عددی از نرم افزار المان محدود آباکوس استفاده شده است. آزمایش ضربه برای نمونه های بدون ورق تحت شرایط تکیه گاهی دوسرگیردار و چهارطرف آزاد، و برای نمونه های مسلح شده به دلیل کم بودن ضخامت نمونه ها فقط به صورت چهارطرف آزاد انجام شده است. مقایسه نتایج حاصل از روش تجربی و عددی نشان می دهد که این دو روش تحقیق دارای نتایج نزدیک به هم می باشند. همچنین نتایج نشان می دهد که مقدار جابه جایی در نمونه های بدون ورق بیشتر از نمونه های مسلح شده بود.این مطالعه برای چهار نمونه بتنی از بتن خودتراکم استفاده شده است. در روش تجربی شتاب ضربه زننده توسط سنسور شتاب سنج اندازه گیری شده و تغییرشکل نمونه ها پس از اتمام آزمایش اندازه گیری شده است. برای مدلسازی عددی از نرم افزار المان محدود آباکوس استفاده شده است. آزمایش ضربه برای نمونه های بدون ورق تحت شرایط تکیه گاهی دوسرگیردار و چهارطرف آزاد، و برای نمونه های مسلح شده به دلیل کم بودن ضخامت نمونه ها فقط به صورت چهارطرف آزاد انجام شده است. مقایسه نتایج حاصل از روش تجربی و عددی نشان می دهد که این دو روش تحقیق دارای نتایج نزدیک به هم می باشند. همچنین نتایج نشان می دهد که مقدار جابه جایی در نمونه های بدون ورق بیشتر از نمونه های مسلح شده بود.
کلید واژگان: بتن خودتراکم, تغییرشکل, ساندویچ پانل, ورق مشبک فولادی, ضربهThis investigation for all specimens the concrete with self-contact is used. The specimen has expanded metal sheets layers. The behavior of sheets is analyzed for specimens. For experimental method the acceleration parameter are measured with the acceleration sensor. Drop hammer test machine had been used for experimental tests. For numerical method the ABAQUS software is used. Abaqus is used for dynamic test loading and it is suitable for dynamic loading. For the specimens with two and free fixed of area are investigated on experimentally. For the specimens with thin thickness the free fixed is used. The specimens without expanded metal sheet are collapsed under impact loading. The specimens with expanded metal sheet have a strong resistance for impact loading. The displacement of the specimens without expanded metal sheet is more than of the specimens with expanded metal sheet. Expanded metal sheets are simulated in the specimens with experimentally and numerically loading.
Keywords: Self-contact concrete, deformation, Sandwich Panel, Expanded metal sheet, Impact -
در این مقاله مدل تحلیلی برای بررسی پاسخ دینامیکی نانو ورق انحنادار تحت اثر بار ضربه ای نانوذره ارایه شده است. برخلاف مقیاس ماکرو، در مقیاس نانو، تعاملات بین اتمی مانند نیروی واندروالسی در محاسبات در نظر گرفته می شوند. بار ضربه ای واردشده به نانو ورق انحنادار، به صورت نیروی واندروالسی بین نانو ذره و نانو ورق در نظر گرفته شده و با استفاده از پتانسیل لنارد-جونز نیروی واندروالسی بین نانو ورق سیلیکونی و نانو ذره کربنی محاسبه گردیده است. برای محاسبه میدان جابجایی نانو ورق از تیوری ورق کیرشهف-لاو و سری دوگانه فوریه استفاده شده است. همچنین، معادلات حاکم با استفاده از نظریه الاستیسیته سطحی و در نظر گرفتن تنش پسماند سطحی، روابط گورتین-مرداک و اصل هامیلتون استخراج شده و این معادلات برای نانو ورق انحناء دار با شرایط تکیه گاهی ساده، با استفاده از روش عددی رانج-کاتای مرتبه چهارم و کد نویسی متلب حل شده است. نتایج مدل تحلیلی با مدل تحلیلی که بار ضربه ای نانوذره را روی نانو ورق مسطح چهارگوش مدل کرده، اعتبارسنجی شده است. در ادامه، اثر پارامترهای هندسی نانو ورق مانند انحناء و ضخامت، اثرات سطحی آن و تغییرات جرم و سرعت نانو ذره بر نیروی واندروالسی و پاسخ دینامیکی نانو ورق مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش شعاع خمیدگی ورق، بیشینه تغییر شکل در یک زاویه انحنای ثابت کاهش می یابد و با درنظرگرفتن اثر سطحی، بیشینه جابجایی مرکز نانو ورق نیز کاهش خواهد یافت و نیز نقش اثر سطحی در بیشینه انحراف نانو ورق با افزایش ضخامت ورق کمتر می شود.کلید واژگان: نانو ورق انحناءدار, نانوذره, ضربه, حل تحلیلیIn this paper an analytical model is presented to investigate the dynamic response of the nano-curved plate under impact loading of nanoparticles. Unlike the macroscale, long-range interatomic interactions, such as the Van der Waals (vdW) force, are considered at the nanoscales. The impact load on the nano- curved plate is considered as an interaction between the nanoparticle and the nano-plate. The vdW force between the carbon nanoparticle and silicon nano-curved plate is determined by the Lennard-Jones potential. The Love-Kirchhoff plate theory and Double Fourier series are used for determining the displacement field of the nano-plate. Also the governing equations of the nano-curved plate are derived by considering the residual surface stress, Gurtin and Murdoch relations and Hamilton's principle and are solved for a simply supported nano-curved plate by using the Rung-Kutta’s fourth order method in MATLAB. The analytical model results are validated with an analytical model that has investigated the dynamic response of the nanoparticle impact on a rectangular nano-plate. The effects of geometrical parameters such as curvature, thickness, mass and velocity are investigated. Also the surface effects of the nano-plate on the vdW force and the dynamic response of the nano-curved plate are studied. The results show that by increasing the radius of curvature, the maximum deformation at a constant curvature angle is decreased. Also, by considering the surface effect, the maximum displacement of the center of the nano-plate is reduced and the role of the surface effect on the maximum deflection of the nano-plate decreases with increasing nano-plate thickness.Keywords: Nano-curved plate, Impact, Nanoparticle, Analytical solution
-
جاذب های انرژی کاربرد های مختلفی در خودروها، صنایع نظامی، کشتی ها، قطارها، صنایع هوافضا و غیره دارند. در سال های اخیر، با توسعه علم و فناوری جاذب های مختلفی اختراع شده اند که برای تحمل ضربات و برای اطمینان از ایمنی سازه ها در مقابل ضربات مورد استفاده قرار می گیرند. در میان جاذب ها، فوم ها دارای مزایای قابل توجهی از جمله وزن سبک و جذب انرژی بر واحد جرم بالا هستند. فوم های ترکیبی در مقایسه با فوم های فلزی معمولی دارای قابلیت جذب انرژی بالاتری هستند؛ به همین دلیل در این مطالعه به بررسی عددی میزان جذب انرژی فوم های ترکیبی در سرعت بالا با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس پرداخته می شود. همچنین نمودار نیرو-جابه جایی، میزان جذب انرژی در واحد جرم، نیروی بیشینه اولیه و میانگین نیروی نمونه ها بررسی می شود. نمونه های مورد نظر از جنس فوم ترکیبی فولاد کم کربن، فوم ترکیبی آلومینیوم-6061 و آلومینیوم-6063 هستند. با توجه به نتایج، مشاهده می شود که میزان جذب انرژی، نیروی بیشینه و نیروی میانگین فوم ترکیبی از جنس فولاد کم کربن از فوم های ترکیبی آلومینیومی بیشتر است اما مقدار جذب انرژی در واحد جرم فوم ترکیبی آلومینیوم-6063 از دو نمونه تست شده بیشتر است.
کلید واژگان: جاذب انرژی, ضربه, ایمنی سازه, فوم ترکیبی, تحلیل عددی, روش اجزا محدودEnergy absorbers have various applications in vehicles, military industries, ships, trains, aerospace industries, etc. In recent years, with the development of science and technology, multiple absorbents have been invented to absorb impact energy and ensure the safety of structures against impacts. Among absorbents, foams have significant advantages such as lightweight and high energy absorption per unit mass. Synthetic foams have a higher energy absorption capacity than conventional metal foams; For this reason, in this study, the energy absorption of synthetic foams at high-speed impact is investigated numerically using Abaqus finite element software. Also, the force-displacement diagram, the amount of energy absorption per unit mass, the initial maximum force, and the samples average force are investigated. Models are low carbon steel synthetic foam, aluminum-6061, and aluminum-6063 synthetic foam. According to the results, it is observed that the amount of energy absorption, maximum strength, and the average strength of low carbon synthetic foam is higher than aluminum synthetic foams, but the amount of energy absorption per unit mass of aluminum synthetic foam-6063 is higher than others.
Keywords: Energy absorber, Impact, Safety of structure, Synthetic foam, Numerically investigation, Finite element method -
در چند دهه ی اخیر، با گسترش حوادث غیرطبیعی مانند آتش سوزی، انفجار و برخورد وسایل نقلیه، مطالعه ی رفتار سازه ها تحت اثر بارگذاری های نامتعارف مورد توجه پژوهشگران و مهندسین سازه قرار گرفته است. در این تحقیق، سازه های قاب خمشی فولادی 2 و 5 طبقه تحت اثر ضربه ی ناشی از برخورد وسیله ی نقلیه ی سنگین، با در نظر گرفتن عدم قطعیت در مصالح و بارهای اعمالی، به کمک نرم افزارOpenSees مدل سازی گردیده و تحلیل حساسیت مبتنی بر قابلیت اطمینان متغیرهای تصادفی مورد مطالعه در نرم افزارMATLAB انجام شده است. سپس تاثیرهرکدام از متغیرها با استفاده از روش های شبیه سازی براساس توابع شرایط حدی مبتنی بر حداکثر دوران مجاز تیر دهانه ی آسیب دیده ی قاب ها بررسی گردیده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که در سازه های موردنظر، متغیرهای تصادفی جرم و سرعت وسیله ی نقلیه و مقاومت تسلیم مصالح، تاثیرگذارترین متغیرها در محاسبه ی احتمال خرابی بوده اند و روش شبیه سازی زیرمجموعه ای بر مبنای تکنیک متغیر کنترل (CSS) نسبت به روش مونت کارلو (MCS)، با تعداد نمونه ی کمتر و زمان اجرای کوتاه تر، احتمال خرابی را با خطای قابل قبولی تخمین زده است. همچنین نتایج این تحقیق نشان می دهد که با افزایش تعداد طبقات ساختمان، احتمال خرابی آن در اثر برخورد وسیله ی نقلیه افزایش می یابد به طوری که براساس نتایج این مطالعه، مقدار پارامتر دوران تیر دهانه ی آسیب دیده ی قاب 5 طبقه نسبت به 2 طبقه تحت توابع LSF1، LSF2 و LSF3 به ترتیب معادل 55، 18 و 33 درصد افزایش یافته است.کلید واژگان: ضربه, قاب خمشی فولادی, برخورد وسیله ی نقلیه ی سنگین, تحلیل حساسیت مبتنی بر قابلیت اطمینانOver recent decades, regarding the spread of unusual events such as fires, explosions, and vehicle collisions, the study of the behavior of structures subjected to abnormal loadings has been taken into account by the researchers and structural engineers. In this study, 2 and 5-story steel moment-resisting frame structures have been considered under the heavy vehicle collision impact. They are modeled in OpenSees software two-dimensionally with regarding to uncertainty in materials and applied loads and the sensitivity based reliability analysis of the studied random parameters is performed in Matlab software. Then, the effect of each of the variables is investigated using simulation-based methods according to limit state functions based on the maximum permitted beam rotation of damaged bay of frames. The results of this study presented that the random variables such as mass and velocity of vehicle and yield strength of material were the most influential parameters in calculating the failure probability in representative structures. Also, the control variates-based subset simulation (CSS) method compared to Monte Carlo Simulation (MCS) approach estimated the failure probability with permissible error rate, less sample number and the minimum computer processing time duration. Furthermore, the results of this research indicated that by increasing the number of stories of the building, the probability of its failure due to vehicle collision increased. According to the results of this study, the value of beam rotation of damaged bay parameter of the 5-story frame compared to 2-story one has increased by 55, 18 and 33% under the LSF1, LSF2 and LSF3 functions, respectivelyKeywords: Impact, Steel Moment-Resisting Frame, Heavy Vehicle Collision, Sensitivity based Reliability Analysis
-
در هنگام وقوع زلزله، ممکن است ساختمان های مجاور به یکدیگر برخورد کنند. ضربه زدن بین دو ساختمان بسته به شدت زلزله باعث ایجاد تخریبهای موضعی یا کلی در ساختمان ها می گردد. یکی از عواملی که می تواند از وقوع پدیده ضربه زدن تا حدود زیادی جلوگیری کند قرار دادن درز انقطاع برای ساختمان ها است.با استفاده از شاخص های خسارت می توان به طور دقیق میزان خرابی و آسیب وارد شده به ساختمان ها را به صورت موضعی و کلی ارزیابی کرد. شاخص خسارت پارک- آنگ، با در نظر گرفتن میزان تغییر شکل و میزان انرژی جذب شده در نیروهای رفت و برگشتی زلزله توسط اعضا میزان خرابی وارد شده به سازه را محاسبه می کند. در این پژوهش برای بررسی اثر نوع زلزله ، بر روی شاخص خسارت پارک- آنگ در اثر برخورد دو قاب به یکدیگر، سه درزانقطاع 25%، 75%و 100%، درزانقطاع پیشنهاد شده توسط استاندارد 2800 ایران مورد بررسی قرار گرفته است. قاب ها بصورت منظم، نامنظم دارای طبقه نرم و نامنظم دارای طبقه خیلی نرم، تحت 5 رکورد زلزله حوزه نزدیک و 5 رکورد زلزله حوزه دور از گسل در نرم افزار OpenSees [1] مورد تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی قرار گرفته اند. در قاب منظم، میانگین مقادیر خسارت در زلزله حوزه نزدیک حدود 12% بیشتر از زلزله حوزه دور است. در قاب نامنظم نوع1 و نامنظم نوع2، میانگین مقادیر شاخص خسارت در حوزه نزدیک به ترتیب حدود 5% و 2% بیشتر از زلزله های حوزه دور است. هر چه میزان نامنظمی افزایش یابد، تاثیر نوع زلزله بر روی شاخص خسارت کمرنگ تر خواهد شد.
کلید واژگان: شاخص خسارت, ضربه, زلزله حوزه نزدیک گسل, زلزله حوزه دور از گسل, قاب خمشی فولادی, زلزلهPounding of adjacent buildings during earthquake causes local and total damages in buildings. One of the ways to reduce the damage in pounding, is creating a separation gap between two adjacent buildings. Park-Ang's damage index computes the amount of damage to the structure, according to the amount of deformation and the amount of energy absorbed by the earthquake reciprocating forces. In this study, estimates the effect of far-field and near-field earthquakes, on the Park-Ange damage index in pounding of two adjacent frames and separation gap is equal to the value proposed by Standard 2800.The frames are arranged in three, regular and irregular soft story and very soft story frames on the first floor. These frames are analysed under 5 far-field records and 5 near-field earthquake records. Accordingly, three steel moment frames are placed in pair proximity states and Park-Ang's damage index is calculated using dynamic analysis of the nonlinear time history with the OPENSEES software. Non-linear viscoelastic element is considered as a link element. The results indicate that in the regular frames, the average damage magnitude in the near-field earthquakes is about 12% more than the far-field earthquakes. In the soft story and very soft story frames on the first floor, the mean values of the damage index in the near- field are about 5% and 3% more than the far-field earthquakes.
Keywords: Damage index, pounding, Earthquake Near the fault zone, Earthquake Far the fault zone Moment Steel Frame, earthquake
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.