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

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "المان محدود" در نشریات گروه "عمران"

تکرار جستجوی کلیدواژه «المان محدود» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • احمدرضا سیف الدین، هیثم حیدرزاده*، حامدرضا ظریف

    استفاده از تئوری موجک در تحلیل مسائل دینامیکی مرتبط با مهندسی عمران روند رو به رشد دارد. تحقیق پیشرو تلاش دارد تا به بررسی تاثیر استفاده از تئوری موجک در تحلیل دینامیکی دیوار حائل بتنی، بپردازد. برای این منظور یک محیط خاکی به همراه دیوارهای حائل بتنی با ابعاد (ارتفاع) مختلف در نظر گرفته می شوند. تحلیل های عددی، بر اساس روش عددی المان محدود انجام می پذیرد. رکورد زلزله سرپل ذهاب به همراه رکوردهای حاصل از چهار مرحله (گام) فیلتر کردن آن رکورد توسط تئوری موجک، جهت تحلیل دینامیکی مورد استفاده قرار می گیرند. بنابراین، در اولین مرحله مدلسازی، رکورد زلزله سرپل ذهاب در چهار مرحله با استفاده از تئوری موجک گسسته فیلتر می شود. در واقع با هر بار استفاده از تئوری موجک تعداد داده های زلزله تقریبا نصف می شود. در مرحله بعد، مدل های عددی آماده شده و تحت اثر بارگذاری دینامیکی رکوردهای موجود قرار می گیرند. درصد تفاوت در نتایج تحلیل با رکوردهای حاصل از مراحل مخلتف فیلتر کردن رکورد زلزله با موجک نسبت به تحلیل با رکورد اصلی، به همراه کاهش زمان محاسبات به طور ویژه مورد ارزیابی قرار می گیرد. همانطور که انتظار می رفت، بهترین انطباق نتایج بعد از فیلتر کردن نسبت به نتایج رکورد اصلی، مربوط به فیلتر مرحله اول است. ملاحظه می شود که حتی فیلتر مرحله اول باعث می شود که زمان تحلیل حدود 60 درصد کاهش یابد.  بر اساس نتایج حاصل شده ملاحظه می شود که با افزایش ارتفاع دیوار، اختلاف نتایج بدست آمده از رکوردهای فیلتر شده نسبت به رکورد اصلی، کمتر می شود. همچنین ملاحظه شده است که تا فیلتر مرحله سه، کماکان نتایج قابل قبولی حاصل می شود؛ ضمن اینکه زمان تحلیل تقریبا 80 درصد کاهش می یابد.

    کلید واژگان: تحلیل دینامیکی, تحلیل توامان خاک و دیوار, دیوار حائل, المان محدود, تئوری موجک
    Ahmadreza Seifoddin, Heisam Heidarzadeh*, Hamedreza Zarif

    Retaining structure or retaining wall is a wall that acts as supporting structure and the stability of another structure. This wall is used for preventing collapse of soil and generally wherever lateral support is needed. The retaining wall can be designed as gravity, cantilever and supported. Considering that the retaining walls are essential in protecting the related structures to them, therefore, studying the dynamic behavior of these structures is very important due to the financial and human damages. Such structures should be stable against the forces acting on the wall. In addition to static loads, which are always an inseparable part of the calculations of such walls, forces such as cyclic forces caused by the movement of machinery and also dynamic forces caused by earthquake occur on the wall during the period of operation. These forces can be effected on retaining walls and should be investigated and evaluated. Trying to investigate and analyze the dynamic behavior of different retaining walls is one of the most challenging for different researchers. The wavelet theory in the dynamic analysis of the issues related to civil engineering is going to be widespread. This research aims to investigate the effect of using wavelet theory in the dynamic analyses of concrete retaining walls. For this purpose, a soil medium along with concrete retaining walls with different dimensions (heights) are considered. Dynamic analyses are performed based on the finite element method. In the first stage of modeling, the Sarpol-e Zahab earthquake record is filtered during four steps using the discrete wavelet theory. The numerical models are prepared and subjected to the available records. The percentage of the difference in the results of the analyses done with the records obtained from the different steps of filtering record with wavelet compared to the analyses done with the main record, along with the reduction of the time consumption, is evaluated. As expected, the best match of the post-filtering results to the main earthquake results is for the first-step filter. It can be seen that even the first step filter reduces the analysis time by about 60%. Based on the obtained results, the difference between the results obtained with the filtered records becomes less compared to the main earthquake with the increase in the height of the wall. It has also been observed that acceptable results are still obtained, and the analysis time is reduced by almost 80% until the third step filter. It should be noted that the Mohr-Coulomb behavioral model is used in the conducted analyzes in this research. This behavioral model is not inherently able to model hysteresis damping behavior at low strains. Therefore, this issue can affect the results of deformations and stresses obtained from dynamic analysis. However, the purpose of this research is to evaluate the performance of the wavelet in the dynamic analysis of the retaining wall. Considering that in all the analyses (both the performed analysis with the main earthquake and the performed analyzes with the wavelet filtered records) the same structure and trend are used, it can be concluded that the effect of using the wavelet compared to the main earthquake gives an acceptable overview and quality

    Keywords: Dynamic Analysis, Retaining Wall, Soil, Finite Element, Wavelet Theory
  • مسعود قادری*، امیر ابراهیم اکبری بقال، امیر افکار، سجاد پیربوداقی
    در تحقیق حاضر برای اولین بار رفتار مکانیکی میراگر فلزی تسلیم شونده شیاردار از جنس آلیاژهای حافظه دار شکلی بررسی شده است. عملکرد لرزه ای سیستم جدید ارائه شده، با استفاده از روش تحلیل استاتیکی غیرخطی بار افزون در نرم افزار آباکوس مطالعه شده است. رفتار سوپر الاستیک آلیاژهای حافظه دار شکلی، با استفاده از مدل رفتاری برینسون و با لحاظ کردن تبدیلات فازی و همچنین معیار شکست دراکر-پراگر توسط زیربرنامه UMAT به نرم افزار آباکوس اعمال شده است. پس از صحت سنجی مدل المان محدود با نتایج موجود در تحقیقات، تاثیر جنس و پارامترهای هندسی عرض و تعداد شیارهای میراگر بر روی سختی، جابجایی و نیروی تسلیم، جابجایی و نیروی نهایی، شکل پذیری و قابلیت جذب انرژی میراگر مطالعه شده است. همچنین، قابلیت به کارگیری این نوع میراگر در قاب فولادی با استفاده از روش دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی و با در نظر گرفتن هشت شتاب نگاشت مربوط به زلزله های حوزه دور و حوزه نزدیک گسل مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که شکل پذیری میراگر جدید ارائه شده در حدود 56 بوده و از شکل پذیری بسیاری از میراگرهای متداول فلزی بیشتر می باشد. همچنین، میراگر مورد مطالعه از جذب انرژی بالایی برخوردار است و می تواند به راحتی جایگزین سایر میراگرهای فلزی جاری شونده از جمله ADAS و TADAS شود. علاوه بر این، مشاهده می شود که میزان شکل پذیری و جذب انرژی سیستم پیشنهادی نسبت به قاب مهاربندی شده با میراگر متناظر فولادی افزایش قابل ملاحظه ای یافته و می تواند در کاربردهای مهندسی مورد استفاده قرار گیرد.
    کلید واژگان: میراگر فلزی, آلیاژ حافظه دار شکلی, المان محدود, قابلیت جذب انرژی, قاب فولادی
    Masoud Ghaderi *, Amir Ebrahim Akbari Baghal, Amir Afkar, Sajad Pirboudaghi
    With the development of new engineering materials, such as shape memory alloys, their use in civil engineering applications has increased greatly. Thus, in the present study, the mechanical behavior of yielding metal dampers made from shape memory alloys in steel frames is investigated numerically. For the purposes of evaluating the seismic performance of the proposed new system, a nonlinear static analysis has been conducted using the ABAQUS software. Using Brinson's behavioral model with considering the phase transformations, as well as the Drucker-Prager failure criteria, we were able to simulate the superelastic behavior of shaped memory alloy materials, both of which were implemented in ABAQUS with the UMAT subroutine. We have continued this investigation by studying the effect of geometric variables on the performance of the system as well as the stiffness, ductility, and energy absorption capacity of the different specimens. The damper that we propose is capable of providing high energy absorption and can be easily replaced by other flowing metal dampers such as TADAS and ADAS. The proposed system shows a significant improvement in terms of ductility and energy absorption as compared to the braced frame with a corresponding steel damper, which can be used in various engineering applications.
    Keywords: Metal damper, Shape memory alloy, Finite Element, Energy absorption capability, Steel frame
  • محمد معمار افتخاری *، محمدامین کدیور، محمد رضایی

    بار انفجاری یک بار با ماهیت دینامیکی همانند زلزله است با این تفاوت که اثرات آن در زمان بسیار کمتر از زلزله و با شدت بیشتر و بصورت مستقیم به خود سازه وارد می شود. لذا در این حالت علاوه بر انجام مقاوم سازی های معمول، نیاز است با تغییرشکل در معماری سازه این اثر انفجاری را کاهش داد. یکی از راهکارها برای این مسئله استفاده دو منظوره از المان های لرزه ای همانند دیوار برشی ها می باشد که می تواند علاوه بر مقاومت در برابر زلزله با تغییر شکل در برابر بار انفجاری نیز مقاومت نماید. سازه های بتنی در این میان مقاومت مناسبی را در برابر انفجار به نسبت سازه های فولادی از خود نشان داده اند و یکی از روش های طراحی در این نوع سازه ها استفاده از دیوار برشی بتنی است. یکی از راهکارها برای کاهش ابعاد ستون ها استفاده از دیوار برشی بتنی است و از قابلیت های این روش امکان ایجاد بازشو در آن می باشد و محدودیت های ایجاد شده در بحث معماری را کاهش می دهد. در این تحقیق به بررسی عملکردی دیوار برشی بتنی قوس دار با بازشو در برابر بار انفجاری پرداخته شده و نمونه های مدنظر با و بدون بازشو مقایسه و همچنین اثر مقاومت فشاری بتن نیز بررسی شده است. در نهایت مشخص گردیدکه در هنگام ایجاد بازشو بایستی دقت و بررسی کامل انجام گرفته و اطراف بازشو مقاوم سازی گردد. دیوار برشی بتنی قوس دار با بازشو به ضخامت 10 سانتیمتر بهترین عملکرد را در برابر بار انفجاری داشته است.

    کلید واژگان: دیوار برشی بتنی قوس دار, بار انفجاری, بازشو, المان محدود, پدافند غیرعامل
    Mohammad Memar Eftekhari *, Mohammad amin Kadivar, Mohammad Rezaei

    Blast load is a load with a dynamic nature similar to an earthquake, with the difference that its effects take much less time than an earthquake, are more intense, and directly affect the structure itself. Therefore, in this case, in addition to carrying out the usual retrofitting, it is necessary to reduce this explosive effect by changing the architecture of the structure. One of the solutions for this problem is the dual-purpose use of seismic elements such as shear walls, which can not only resist earthquakes but also resist explosive loads. Meanwhile, concrete structures have shown good resistance to explosion compared to steel structures, and one of the design methods in these types of structures is the use of concrete shear walls. One of the solutions to reduce the dimensions of the columns is to use a concrete shear wall. One of the capabilities of this method is the possibility of creating an opening in it, and it reduces the limitations created in the architectural discussion. In this research, the performance of arched concrete shear wall with opening against explosive load has been investigated, and the considered samples with and without opening have been compared. Also, the effect of compressive strength of concrete has been investigated. Finally, it was determined that when creating the opening, full care and inspection should be done and the area around the opening should be reinforced. Arched concrete shear wall with 10 cm thick opening has performed best against explosive load.

    Keywords: Arched concrete shear wall, explosive load, opening, finite element, passive defense
  • مجید قائدی تبار، احمدعلی فخیمی*

    در مکانیک شکست و خردشدگی سنگ، پژوهشگران همواره به دنبال رابطه ای بین انرژی مصرفی در سنگ با نمودار توزیع دانه بندی آن در اثر شکست دینامیکی بوده اند که به موضوعی قابل بحث تبدیل شده است. این ارتباط برای شناخت و بهینه کردن مصرف انرژی در صنعت تولید سنگ دانه ها بسیار ضروری است. از این رو مدل سازی عددی آزمایش هاپکینسون با استفاده از یک روش ترکیبی المان محدود و المان گسسته انجام شد. با اعمال بارگذاری های متفاوت و در نرخ های تنشی مختلف ثابت شد، چگالی انرژی مصرفی با افزایش نرخ تنش به صورت خطی تغییر می کند. همچنین مقاومت دینامیکی سنگ با افزایش چگالی انرژی مصرفی روند افزایشی به خود می گیرد. با ترسیم نمودار توزیع دانه بندی در نرخ های تنشی متفاوت نشان داده شد که با افزایش نرخ تنش، توده های تشکیل شده پس از شکست نمونه شبیه سازی شده، ریزتر شده اند. علاوه بر این، نتایج عددی همانند بررسی های آزمایشگاهی نشان می دهند که در یک سیستم لگاریتمی، اندازه متوسط دانه های سنگ خرد شده با نرخ تنش اعمالی رابطه خطی دارد.

    کلید واژگان: چگالی انرژی مصرفی, اثر نرخ بارگذاری, آزمایش هاپکینسون, نمودار دانه بندی, بارگذاری دینامیکی, المان گسسته, المان محدود
    Majid Qaedi Tabar, Ahmad Ali Fakhimi*

    In mechanics of rock fracture and comminution, researchers have always been looking for a relationship between the consumed energy and the particle size distribution of the disintegrated rock specimen. This relationship has important industrial applications considering the fact that comminution of rock is a very energy demanding process and its efficiency is very low. Furthermore, investigating the damage evolution of rock under different loading rates, helps to better understand and more accurately design rock structures such as tunnels, rock slopes and foundations subjected to dynamic loading. In this work, a hybrid finite-discrete element numerical model was used to simulate rock disintegration under different loading rates in the Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) system. The rock and the steel bars in the SHPB apparatus were simulated by the Bonded Particle Model (BPM) and finite element model, respectively. BPM is a simplified version of the discrete element method in which the discrete particles are spherical in shape. Spherical particles or balls in the BPM are very useful in reducing the computational time; the contact detection of the spherical particles is computationally very fast. The computer program CA3, which is a 3D code for static, dynamic and nonlinear simulation of geomaterials was used for the numerical analysis. To capture the rate dependent behavior of rock, a micromechanical model was utilized in which the bond strength at a contact point increases as a function of relative velocity of involved particles. The numerical model was calibrated to mimic the mechanical behavior of Masjed Soleyman sandstone. To facilitate and expedite the calibration process of the BPM system, the curves and dimensionless parameters introduced in the literature were used. Input pulses with different intensities were applied to the specimen in the numerical modeling of the SHPB system. The input energy and the energy consumed to disintegrate the numerical rock specimen were evaluated by the numerical integration. Different particle sizes in the BPM system were used to investigate the impact of combined particle size and input energy on the rock disintegration. The results suggest that the energy consumption density for rock crushing changes linearly with the stress rate. Furthermore, it is shown that the dynamic strength of the rock increases with the increase in the consumed energy density. The disintegrated numerical specimen was carefully inspected and its particle size distribution was obtained. This was achieved by using a searching algorithm to identify the clusters in the damaged specimen; each cluster was made of one or several spherical particles. The volume of each cluster was calculated by finding the volume of its constituent particles and the porosity of the specimen. This volume was used to obtain the equivalent radius of the cluster; the cluster shape was imagined as a sphere to identify the equivalent particle or cluster size. The mean particle size (D50) of the damaged numerical specimen shows a linear relationship with the stress rate in a logarithmic coordinate system, which is consistent with the physical test results reported in the literature.

    Keywords: Consumed energy density, Loading rate effect, Split Hopkinson Pressure Bar, Particle size distribution, Dynamic loading, Discrete element method, Finite element method
  • محسن سنگین آبادی، محسن فلاح زواره*، هادی صبوری
    افزایش روزافزون سوانح ترافیکی و خسارات و متوفیان آن، ایمنی ترافیک را تبدیل به یک چالش جهانی کرده است. هرکدام از شاخص های موجود بررسی کننده شدت تصادفات دارای فرضیاتی هستند که آن ها را از تداخلات واقعی دور می کند. در این پژوهش با بررسی تصادفات شبیه سازی شده و تحلیل نتایج آن، ایمنی موردبررسی قرار می گیرد. برای بررسی دقیق تر تصادفات و موشکافی فرآیند تصادف از روش های عددی المان محدود استفاده است. با استفاده از مدل های المان محدود و اجرای مدل های المان محدود تصادفات در نرم افزار Ls-Dyna باتوجه به زوایا و سرعت های نسبی در حالت های مختلف (محل برخورد دو خودرو) شبیه سازی شده-اند. به عبارتی، تحلیل اجزاء محدود دینامیکی الاستیک-پلاستیک چند جسمی مورد شبیه سازی قرار گرفته است. با تحلیل نتایج و بررسی شرایط خودروها بعد از برخورد و با توجه به قانون پایستگی انرژی جنبشی، با بررسی انرژی جنبشی قبل از برخورد و بعد از برخورد، انرژی تلف شده در فرآیند برخورد محاسبه شده است. انرژی تلف شده در برخورد به صورت تغییر شکل در نواحی برخورد-خودرو- نمایان می شود. به این ترتیب برای هر حالت از برخورد با توجه به شرایط آن مقدار انرژی تلف شده قابل محاسبه است و به صورت گراف هایی برای هر حالت ارایه شده است. در شبیه سازی های انجام شده حالت های (مودهای) مختلف تغییر شکل (جهندگی، پارگی، کشیدگی و...) در قطعات خودروها مشاهده شده است و در بررسی آثار تصادف مدنظر قرار گرفته است؛ بنابراین با توجه به انرژی جذب شده در طول فرآیند برخورد، شدت برخورد قابل پیش بینی است.
    کلید واژگان: ایمنی, تداخل ترافیکی, شبیه سازی تصادف, المان محدود, LS-DYNA
    Mohsen Sanginabadi, Mohsen Fallah Zavareh *, Hadi Sabouri
    Large number of road crashes and their consequences has made road safety a worldwide challenge. Behind any traffic conflict indicators are assumptions which takes them away from statistical analysis of real road crashes. We conducted road crash simulation using finite element methods and analysis them to asses safety. To high accurate scrutiny crashes, finite element is used. By running crash finite element models in Ls-Dyna simulation is ran based on angles and relative velocities in different states (area stucked in crash). In other words multy body elasto-plastic dynamic finite element model is simulated. By analyzing vehicle sets before and after crash and by means of kinetic energy law, dissipated energy is calculated. Dissipated energy reveals as transformation in area stucked in crash. Therefore for each crash scenario dissipated crash energy is calculated and graph for each one is derived. Different mode of material is assessed and reflected in crash analysis. So by energy absorbtion crash severity is predicted.
    Keywords: traffic safety, traffic conflict, Crash Simulation, Finite Element, LS-DYNA
  • فرزین خانه بیگی، کاظم بدو*، عباس اسلامی حقیقیت
    محاسبه حداکثر ظرفیت باربری پی با روش آنالیز حدی، حد بالای ظرفیت باربری دقیق پی را مشخص می کند. در این تحقیق ضریب چسبندگی Nc یک پی نواری واقع بر یک لایه ی منفرد خاک منتهی به سنگ بستر محاسبه شده است. بدین منظور از قضیه ی حد بالای آنالیز حدی ادغام شده با روش المان محدود استفاده شده است. رفتار خاک پلاستیک کامل فرض شده و معیار تسلیم در نظر گرفته شده مدل مور کولمب می باشد. بدین ترتیب با دو پارامتر چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی می توان توده خاک را توصیف نمود. البته در اینجا فرض شده که چسبندگی خاک در عمق ثابت نبوده و به صورت خطی افزایش می یابد و در نهایت ظرفیت باربری از یک فرایند بهینه سازی حاصل شده و بدین منظور از برنامه ریزی خطی استفاده می گردد. بدین ترتیب معیار مور کلمب در فضای تنش بایستی خطی-سازی شود. ضریب Nc به پارامترهای مختلفی ازجمله زاویه اصطکاک داخلی خاک (φ)، نسبت عمق لایه خاک به عرض پی (h/b) و فاکتور تغییر چسبندگی در عمق (ρ) بستگی دارد. به منظور تصدیق نتایج به دست آمده، جواب های حاصل در حالت چسبندگی ثابت با نتایج سایر محققین مقایسه شده است. تاثیر پارامترهای ذکرشده بر روی ضریب Nc در گراف های جداگانه رسم شده و در نهایت چارت های طراحی محاسبه شده موردبحث قرار گرفته است.
    کلید واژگان: ظرفیت باربری, آنالیز حدی, برنامه ریزی خطی, حد بالا, المان محدود
    Farzin Khanebeygi, Kazem Badv *, Abbas Eslami Haghighat
    Calculating the ultimate bearing capacity of a foundation by limit analysis allows determining the exact upper bound of bearing capacity of the foundation. In the present study, the cohesion coefficient (Nc) of a strip foundation on a single layer of soil overlaying bedrock was calculated. For this purpose, the upper bound of limit analysis combined with finite element method (FEM) was used. The soil behavior was assumed to be plastic and the Mohr-Coulomb failure criterion was used which allows description of soil mass by two parameters of cohesion and internal friction angle. It was assumed that the soil cohesion is not constant with depth and rather increases linearly. Finally, the bearing capacity was obtained using an optimized procedure (i.e., linear programming). In this regard, the Mohr-Coulomb criterion should be linearized in a stress condition. The cohesion depends on different parameters such as friction angle (φ), the ratio of soil depth to foundation width (b/h), and the cohesion variation with depth (ρ). To validate the results, obtained constant cohesion values were compared with those obtained by other researchers. The effect of the parameters on N_c was separately plotted and the calculated design charts were discussed.
    Keywords: Limit analysis, Linear programming, Bearing capacity, Upper bound, Finite element
  • رقیه آدمی، رسول دانشفراز*، سینا صادق فام، حمیدرضا عباس زاده، مهدی جهانگیری

    حل مسیله به روش مش لس بر مبنای انتخاب یک سری نقاط از داخل ناحیه محاسباتی و مرزها بدون مش بندی صورت می گیرد. در پژوهش حاضر پدیده تراوش از زیر سد در شرایط جریان ماندگار و غیرماندگار با ترکیب روش مش لس و تفاضل محدود انجام یافته است. حل مسیله و عملیات کالیبره کردن با کدنویسی در برنامه متلب صورت پذیرفت. روش مش لس برای جملات مکانی و روش تفاضل محدود برای گسسته سازی جملات زمانی استفاده شد. نتایج نشان داد که ضریب شکل حاصل برای نقاط کم، 0/85 و نقاط زیاد 0/52 است که بیانگر نزدیکی تقریب های اولیه به جواب اصلی می باشد. با توجه به اینکه ضریب شکل به هندسه و معادله حاکم بستگی دارد بنابراین ضریب شکل یکسانی برای جریان ماندگار و غیرماندگار برابر با 0/52 به دست آمد. در جریان غیرماندگار با ثابت ماندن عمق آب پشت سد، هد آبی در زیر سد به مقدار ثابتی می رسد. نتایج نشان داد که در حل عددی مسایل، کم بودن میزان خطا ملاک نبوده و از میان توابع پایه مختلف، برای رسم خطوط هم پتانسیل فقط تابع MQ کارایی بهتری از نظر هیدرولیکی دارد به طوری که برای تعداد نقاط 133، ضریب شکل و شاخص آماری خطای جذر میانگین مربعات خطا به ترتیب 0/52 و 0/0108 است.

    کلید واژگان: تابع پایه شعاعی, المان محدود, نشت از بدنه سد, جریان ماندگار, جریان غیرماندگار
    Roghayeh Adami, Rasoul Daneshfaraz *, Sina Sadeghfam, Hamidreza Abbaszadeh, Mehdi Djahanghiri

    Solving the problem with the meshless method is based on selecting a series of points from inside the computational area and boundaries without meshing. In the present study, the phenomenon of seepage below the dam under steady and unsteady flow conditions has been investigated by combining the Meshless method and the Finite Difference Method. Problem solving and calibrating operations were done by coding in MATLAB software. The Meshless method was used for spatial sentences and the Finite Difference Method was used for the discretization of temporal sentences. The results showed that the shape factor (α) for low points is 0.85 and for high points is 0.52, which indicates the proximity of the initial approximations to the main answer. Considering that, the shape factor depends on the geometry and the governing equation, so the same shape factor was obtained for the steady and unsteady conditions equal to 0.52. In the unsteady condition, with the water level behind the dam remaining constant, the water head below the dam also reaches a constant value over time. Also, examination of the results showed that in numerical problem solving, a low error is not a criterion and among the various basic functions, only the MQ function has the better hydraulic performance to draw equipotential lines, so that for 133 points, the shape factor and root mean square error index are 0.52 and 0.0108, respectively.

    Keywords: Radial Base Function, Finite Element, Seepage from the dam body, Steady flow, Unsteady flow
  • هومان فاضلی، اسماعیل ایزدی زمان آبادی*، سید جلیل حسینی
    با توجه به اهمیت زیاد سازه های سنتی و مصالح بنایی و کاربرد زیاد آن ها، می بایست پارامترهای اثرگذار در باربری این فرم های سازه ای مورد بررسی قرار گیرد. برای بررسی رفتار مصالح بنایی در ساختمان های بنایی و سازه های سنتی با توجه به پر هزینه بودن و زمان بر بودن مطالعات آزمایشگاهی لزوم استفاده از روش های نرم افزاری با معیار شکست دقیق حایز اهمیت می باشد. برای رسیدن به نتایج قابل قبول و واقعی تر در تحلیل سازه های مصالح بنایی آجری عموما از معیار شکست ویلام-وارنک که مخصوص مصالح ترد و شکننده است استفاده می شود. در این مقاله هدف به دست آوردن پارامترهای معیار شکست ویلام-وارنک برای ترکیب مصالح آجر و ملات در مدل سازی ماکرو می باشد. بدین منظور به کمک مطالعات آزمایشگاهی روی مصالح ترکیبی آجر و ملات خصوصیات مکانیکی این مصالح به دست آمده است، در ادامه بر مبنای روابط تیوریک پارامترهای معیار شکست ویلام-وارنک بر اساس نتایج آزمایشات ترکیبی آجر- ملات محاسبه شده است. در نهایت به منظور صحت سنجی پارامترهای بدست آمده، این پارامترها در مدل سازی عددی یک قوس نیم دایره مصالح بنایی وارد شده و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. نتایج تحقیق نشان می دهد پارامترهای توسعه یافته ی معیار شکست ویلام-وارنک با حداکثر خطای حدود ده درصد رفتار مصالح بنایی را پیش بینی کرده و انطباق مناسب و قابل قبولی بین نتایج مدل تحلیلی و آزمایشگاهی مشاهده می شود.
    کلید واژگان: مصالح بنایی, المان محدود, معیار شکست ویلام-وارنک, قوس نیم دایره, مطالعه ی آزمایشگاهی
    Houman Fazeli, Esmaeel Izadi Zaman Abadi *, Seyed Jalil Hosseini
    Due to the great importance of traditional structures and masonry materials and their high application, the effective parameters in the load-bearing capacity of these structural forms should be examined. In order to study the behaviour of building materials in traditional buildings and structures, due to the high cost and time-consuming laboratory studies, it is necessary to use software methods with accurate failure criteria. To achieve more acceptable and realistic results in the analysis of brick masonry structures, the Willam-Warnke fracture criterion, which is specific to brittle materials, is generally used. In this paper, the aim is to obtain the Willam-Warnke fracture criterion parameters for the combination of brick and mortar materials in macro modelling. For this purpose, with the help of laboratory studies on the combined materials of brick and mortar, the mechanical properties of these materials have been obtained. Finally, in order to validate the obtained parameters, these parameters were included in the numerical modelling of a semi-circular arch of building materials and compared with laboratory results. The results show that the developed parameters of Willam-Warnke fracture criterion predict the behaviour of building materials with a maximum error of about ten percent and a suitable and acceptable agreement is observed between the results of the analytical and laboratory model.
    Keywords: Masonry materials, Finite elements, William-Warnke criterion, Semi-circular arch, experimental study
  • رحمان شریفی*، حامد عالی
    روش های متفاوتی در جهت بهبود خواص مکانیکی خاک های رسی اشباع وجود دارد که بسته به موقعیت ساختگاه و عملکرد سازه، اولیت بندی و انتخاب می شوند. از میان این روش ها، پیش بارگذاری با حضور زهکش های شعاعی و روش اجرای ستون های سنگی، بدلیل شباهتهای اجرایی که دارند قابل مقایسه با یکدیگرند. این پژوهش به بررسی جداگانه هر یک از این روش ها پرداخته و سپس نتایج دو روش را با هم مقایسه کرده و نهایتا ارجحیت یکی را بر دیگر بازگو می کند. بدین منظور از نرم افزار المان محدود دوبعدی جهت مدلسازی استفاده شده است. به دلیل عدم وجود دستورالعمل مناسب در شرکت های مشاور، جهت انتخاب بین این دو روش، همچنین زمانبر بودن پدیده تحکیم در صورت اجرای هر یک از این روش ها، لازم است با مدلسازی عددی به پیش بینی نتایج پرداخته و بهترین راه را برای سازه خاص انتخاب کرد. نتایج مدلسازیها نشان داد علاوه بر توانایی نرم افزار المان محدود دوبعدی در مدلسازی پدیده پیش بارگذاری و تحکیم، روش اجرای ستونهای سنگی روش بهینه ای در افزایش ظرفیت باربری، کاهش نشست و کاهش فشار آب حفره ای اضافی خاکهای رسی اشباع است. البته انتخاب یک گزینه، به پارامترهای مختلفی بستگی دارد که می باید در تحقیقات بعدی بررسی شود.
    کلید واژگان: کلید پیش بارگذاری, زهکش, ستون سنگی, مدل عددی, المان محدود
    Rahman Sharifi *, Hamed Ali
    There are many different methods to modify the mechanical properties of saturated clayey soils. It may be chosen depending of location and function of the structure. among those methods, preloading in presence of vertical drains and installation of stone columns are similar together and it is the cause of comparison. In this thesis, each mechanism of modification of soil was studied lonely and then the results of every method were compared with all together. Subsequently the mentioned approaches were graded technicaly. For this reason, a two dimentional finite element software was used to make the models. It should be necessary to forcast the results of choosing one approach, because there is no proper procedure available for engineers to choose one of these method as the first index, and also the long time that must be spent for in situ consolidation.the results show that the finite element program has the ability of simulating the consolidation phenomena in saturated clayey soils and declare that installation of stone columns is better than preloading by installation of vertical drains. Of course, there are many parameters influences the selection of superiority.
    Keywords: Preloading, drain, Numerical modeling, Finite Element, Stone Column
  • علی قنبری*، ساسان امیرافشاری، علی اسدی نیا

    در طراحی پی های رادیه شمع، تعیین سهم باربری کلاهک از بار کل حایز اهمیت است. در این مقاله با استفاده از مد لسازی عددی سه بعدی که توسط نرم افزار المان محدود آباکوس انجام می شود، با در نظرگرفتن اثرات متقابل شمع ها و کلاهک، به بررسی عوامل موثر و میزان تاثیر آنها بر سهم باربری کلاهک پرداخته شده است. علاوه بر این، یک رابطه جدید برای تعیین سهم باربری کلاهک مستقر بر خاک دانه ای، برای گروه شمع های با تعداد کمتر از 9 در 9 ارایه شده است. جهت صحت سنجی نرم افزار، مطالعات آزمایشگاهی بارگذاری گروه شمع مورد استفاده قرار گرفت که تطابق قابل قبولی بین نتایج مدلسازی عددی و نتایج حاصل از مطالعات آزمایشگاهی وجود دارد. نتایج حاصل از تحلیل های عددی نشان می دهند که فاصله شمع-ها از یکدیگر، قطر شمع ها، زاویه اصطکاک داخلی خاک و تعداد شمع ها در گروه، از جمله مهمترین و تاثیرگذارترین پارامترها در تعیین سهم کلاهک از باربری هستند. نتایج به دست نشان داد که سهم باربری کلاهک از بار کل وارد بر پی، بین 15 تا 42 درصد است. این تحقیق نشان می دهد که هرچه نسبت فاصله شمع ها از یکدیگر بیشتر یا قطر شمع ها کوچکتر شود، با ثابت بودن سایر پارامترها، سهم باربری کلاهک افزایش می یابد، اما با ثابت بودن نسبت فاصله به قطر برای یک تعداد شمع مشخص، هرچه زاویه اصطکاک داخلی خاک بزرگتر باشد، سهم باربری کلاهک بیشتر می شود. همچنین با کاهش تعداد شمع ها در گروه و ثابت بودن زاویه اصطکاک داخلی خاک، سهم باربری کلاهک افزایش خواهد یافت.

    کلید واژگان: سهم باربری کلاهک, خاک دانه ای, رادیه شمع, المان محدود, آباکوس
    Ali Ghanbari *, Sasan Amirafshari, Ali Asadinia

    Piled raft foundations are an effective and economical system in case of high-rise buildings and are a suitable alternative to conventional deep foundations. In this type of foundation, raft is in direct contact with the soil and hence it carries a significant portion of load. Regarding to the design of piled raft foundation, one of the uncertain issues is to determine the proportion of load sharing of the raft and piles. In this paper, Finite element analyses were carried out by developing three-dimensional models in ABAQUSE and with considering interaction effects for a piled raft foundation, the effective factors and their impact on load percentage carried by raft are investigated. In addition, a new equation for determining the load percentage carried by cap in granular soil is proposed for a group of piles for an alignment of less than 9×9 piles. The developed model is validated with available experimental results. The results of numerical analysis show that the distance of the piles from each other, the diameter of the piles, the internal friction angle of the soil and the number of piles in the pile group are among the most important and effective parameters in determining the load percentage carried by cap. In the current study, from the numerical analysis, it has been concluded that, the load percentage carried by cap, is 15% to 42%.

    Keywords: Cap, Granular soil, Piled raft, finite element, ABAQUSE
  • طاها صباغیان*، یاسر شهبازی، فرهاد آخوندی

    گرافیگ استاتیک یک روش تحلیل و محاسبه بصری برای یافتن نوع و مقادیر نیروهای داخلی در سازه ها است که بدور از سختی های محاسباتی و صرفا با رویکردی هندسی متمرکز بر دو نمودار متقابل فرم و نیرو به این مهم دست می یابد. در این مقاله با استفاده از گرافیک استاتیک به تحلیل خرپا های قوسی مبتنی بر نوع وارن پرداخته شده است. برای این منظور، مدل پارامتریک نمودارهای فرم و نیرو در افزونه پارامتریک گرس هاپر برنامه نویسی شدند. پارامتریک سازی قابلیت فرم یابی و تحلیل هر نوع مختلفی از خرپاهای فرم آزاد شکل گرفته مبتنی بر نوع خرپای وارن را نیز فراهم نموده است. برای سنجش میزان اعتبار روش و دقت الگوریتم نوشته شده در افزونه ی گرس هاپر، به مقایسه ی نتایج عددی حاصل از چند نمونه ی خرپاهای قوسی تحت بارگذاری متفاوت، با روش محاسباتی المان محدود پرداخته شده است. حداکثر اختلاف میان دو روش 1/2% مشاهده شده است. نتایج شبیه سازی های صحت سنجی حاکی از دقت و سرعت بسیار زیاد الگوریتم پیشنهادی دارد.

    کلید واژگان: خرپای قوسی وارن, گرافیک استاتیک, المان محدود, فرم یابی پارامتریک, گرس هاپر
    Taha Sabaghian*, Yaser Shahbazi, Farhad Akhoundi

    Graphic Statics is a visual analysis and calculation method to find the type and amount of internal forces in structures, which achieves this importance away from computational difficulties and only with a geometric approach focused on two reciprocal diagrams of form and force. In this paper, arched trusses based on Warren type are analyzed using graphic statics. For this purpose, the parametric model of form and force diagrams were programmed in the Grasshopper parametric plugin. Parametrization has also provided the ability to find and analyze any different types of free-form trusses based on the type of warren truss. To measure the validity of the method and the accuracy of the algorithm written in the Grasshopper add-on, the numerical results obtained from several samples of arched trusses under different loads have been compared with the finite element computational method. The results of the validation simulations indicate the high accuracy and speed of the proposed algorithm.

    Keywords: Warren Arched Truss, Graphic Statics, Finite Element, Parametric Form Finding, Grasshopper
  • ذوالفقار زارعی، سید جواد میر محمد صادقی*، علیرضا سرکار

    یکی از چالش های استفاده از سیستم حمل ونقل جاده ای تاثیرات ارتعاشات ناشی از خودروها در هنگام عبور از سرعت گیرها و ناهمواری های سطح جاده بر روی ساختمان های مجاور آن ها است. این ارتعاشات در مقادیر بالا می تواند باعث بروز آسیب در ساختمان های حساس و تاریخی گردد. برخورد وسایل نقلیه سنگین با ناهمواری ها در سطح جاده باعث ایجاد بارهای دینامیکی می شوند که از طریق خاک های اطراف به ساختمان ها منتقل شده و باعث لرزش در آن ها می شود. در این مقاله به منظور بررسی تاثیر استفاده از ترانشه باز با عمق های مختلف بر میزان ارتعاشات، یک مدل عددی 5/2 بعدی توسعه داده شد. به این منظور ابتدا میزان بارمحوری ناشی از عبور یک کامیون بر روی سرعت گیر در برنامه متلب شبیه سازی شد. سپس جهت ارزیابی ارتعاشاتی یک مدل المان محدود از مسیر موردنظر و محیط اطراف آن توسعه داده شد. اعتبارسنجی مدل با نتایج حاصل از اندازه گیری میدانی لامبرت صورت گرفته است. بدین منظور با بررسی سرعت ذره و محتوای فرکانسی ارتعاشات در نقاط مختلف، اثر ترانشه مورد ارزیابی قرار گرفت. تجزیه و تحلیل عددی نشان می دهد با افزایش عمق ترانشه، دامنه ارتعاشات کاهش بیشتری دارد و باعث کاهش دامنه فرکانس غالب ارتعاش میشود .

    کلید واژگان: ارتعاش, ترانشه, حمل ونقل جاده ای, المان محدود
    Zolfaghar Zarei, Seyed Javad Mir Mohammad Sadeghi *, Alireza Sarkar

    Inevitably, vibrations induced by vehicles passing over bumps and surface irregularities affect adjacent buildings. High-amplitude vibrations can be damaging to monumental and historic buildings. The passage of heavy vehicles on irregular road pavement surfaces generates dynamic loads that are transmitted to the buildings through the surrounding soils and cause them to vibrate. To address the aforementioned challenge, herein, a 2.5-dimensional numerical model was developed to investigate the effect of open-trenches with different depths on the amplitude of vibrations. For this purpose, initially, the axial load caused by a truck hurtling over a speed bump was simulated in MATLAB program. Then, a finite element model of the road and its surroundings was developed to evaluate the vibrations. The model was then validated by the results from Lambert field measurements. To evaluate the effect of trench depth, the particle velocity and the frequency content of vibrations at different points were investigated. Numerical analysis indicates that greater trench depth leads to more reduction in the vibrations’ amplitude and a decline in the amplitude of the dominant vibration frequency.

    Keywords: vibration, Trench, Road Transportation, Finite Element
  • رضا محمدپور، احسان طاهری*

    امروزه اکثر سازه های زیرزمینی بصورت مکانیزه و با استفاده از سپرهای حفاری ایجاد می شوند. از چالش های اساسی در سازه های زیرزمینی تغییر شکل زمین است که تحلیل آن برای اهداف ایمنی و طراحی پروژه امری لازم و ضروری است. یکی از پارامترهای موثر در جابجایی زمین، شکل و هندسه سپر حفاری می باشد. با توجه به این که در عملیات لوله رانی لوله ها متصل به سپر حفاری هستند بنابراین اجازه رهایی تنش و جابجایی اولیه به محیط داده نمی شود. پس مخروطی لحاظ کردن سپر حفاری می تواند این مشکل را حل کند. این مطالعه تاثیر مخروطی بودن سپر حفاری در جابجایی زمین را مورد بررسی قرار داده و با سایر پارامترهای اساسی مقایسه شده است. از نرم افزار المان محدود پلکسیس برای مدل سازی عددی استفاده شده و نتایج حاصل از مدل سازی عددی با نتایج به دست آمده از مطالعات میدانی و تحلیلی کالیبره شده است. تاثیر بار وارده بر خط لوله نیز از فاکتورهایی است که مورد بررسی قرار گرفت. درنهایت مشخص گردید که رابطه مخروطی بودن سپر حفاری با جابجایی سطح زمین بصورت خطی می باشد. بار وارده بر خط لوله نیز با افزایش مخروطی بودن سپر از 3/0 % به 9/0 % تقریبا دو برابر می شود. یکی از مهم ترین کاربردهای این پژوهش، امکان کنترل جابجایی زمین با توجه پارامترها می باشد.

    کلید واژگان: لوله رانی, سپر حفاری مخروطی, جابجایی زمین, زمین لایه ای, المان محدود, تحلیل حساسیت
    R. Mohannadpour, E. Taheri *

    Recently, most underground structures are mechanized using excavation shields. Moreover, one of the major challenges in underground structures is the ground deformation. So, the analysis of this mechanism is necessary for safety purposes and project design. One of the effective parameters in the ground displacement is the geometry of the excavation shield. Since the pipes are connected to the excavation shield, the initial stress relaxation and displacement are not allowed. In this regard, having a cone excavation shield can solve this problem. In this research the effect of excavation shield conicality on the ground is investigated. The Plaxis finite element software is utilized for numerical modeling. Moreover, in order to validation, the results are verified with the field data and analytical analysis. Furthermore, the effect of stress on the pipeline is also investigated in this research. Finally, it is found that the relationship between conical excavation shield and ground surface displacement is linear. The load on the pipeline almost doubles with increasing the percentage of conicality of the shield from 0.3% to 0.9%. One of the most important applications of this research is the possibility of controlling the ground movement with respect to the effective parameters.

    Keywords: pipe jacking, Cone excavation shield, ground displacement, Layered ground, Finite element, sensitivity analysis
  • فرزین سلماسی*، بهرام نورانی، رضا نوروزی

    در طراحی سازه های هیدرولیکی از دیوارهای آب بند برای کنترل نیروی بالابرنده و گرادیان هیدرولیکی خروجی استفاده می گردد. در این تحقیق نحوه قرارگیری دیوار آب بند دوگانه در زیر سازه های هیدرولیکی از لحاظ موقعیت، فاصله و همچنین عمق کارگذاری آن ها به روش عددی مورد بررسی قرار گرفت. حل معادلات حاکم به همراه شرایط مرزی، به روش المان های محدود (FEM) انجام گرفت. نتایج نشان داد که اگر دیوار آب بند پایین دست از دیوار آب بند بالادست عمیق تر باشد، باعث افزایش برآیند نیروی بالابرنده نسبت به حالت بدون دیوار آب بند خواهد شد. به ازای یک عرض ثابت برای سازه، با کاهش فاصله دو دیوار آب بند نسبت به هم، نیروی بالابرنده (U) کاهش پیدا می کند. هر چه عرض سازه کمتر و یا عمق پی نفوذپذیر بیشتر باشد، نیروی بالابرنده کمتر خواهد بود. با افزایش فاصله دو دیوار آب بند نسبت به هم و افزایش عمق دیوار آب بند انتهایی، گرادیان هیدرولیکی خروجی (GR) کاهش می یابد. مقدار GR هنگامی که دو دیوار آب بند در ابتدا و انتهای سازه قرار داشته باشند نسبت به حالتی که دیوار آب بند انتهایی در موقعیت 33/0 L=/B و 66/0 L=/B نسبت به دیوار آب بند ابتدایی باشد، کمتر خواهد شد. مقایسه نتایج حاصل از مدل عددی با نتایج ارایه شده در تحقیقات قبلی برای یک شرایط یکسان نشان داد که حداکثر خطا در مدل عددی جهت برآورد فشار آب منفذی در انتهای سازه (Pc) و گرادیان هیدرولیکی خروجی (GR) کمتر از 5% می باشد.

    کلید واژگان: دیوار آب بند, نیروی بالابرنده, گرادیان هیدرولیکی خروجی, سازه هیدرولیکی, المان محدود
    Farzin Salmasi *, Bahram Nourani, Reza Norouzi

    In design of hydraulic structures cutoff walls are needed for reduction of uplift force and exit hydraulic gradient. Upstream cutoff wall is used for reduction of the uplift force and downstream cutoff wall is used for reduction of the exit hydraulic gradient. This study tends to numerically investigate the double-cutoff beneath the hydraulic structures with variation in their location, distance and depth. Governing equations with boundary conditions are solved using the finite element method (FEM). Results showed that if the downstream cutoff wall is deeper than upstream cutoff wall, the resultant of uplift force would be more than the uplift force without cutoff walls. With a constant value for hydraulic structures width (B), decreasing in distance between two cutoffs (L), results the reduction in uplift force. Increasing in impermeable depth (D) and reduction in B, yields lower uplift force. Increasing in downstream cutoff depth (d2) and L, results reduction in exit hydraulic gradient (GR). When the two cutoffs are located in the end of the hydraulic structure, GR is lower than that when the downstream cutoff is located in L/B=0.33 and L/B=0.66 from upstream cutoff. Comparison between the available analytical solutions for two equal ending cutoffs with FEM, showed that FEM can predict PC and GR with maximum 5% error.

    Keywords: Cutoff wall, Uplift force, Exit Hydraulic Gradient, hydraulic structures, finite element
  • زهرا علی عرب، سید علی اصغر حسین زاده*

    از صفحات فلزی فولادی و آلومینیومی به صورت گسترده در ساخت سازه های جدارنازک در شاخه های مختلف مهندسی، به ویژه مهندسی عمران، استفاده می شود. تحقیق حاضر با استفاده از روش المان محدود تاثیر وقوع کمانش و تسلیم را در خصوصیات رفتار خطی/غیرخطی و قابلیت جذب انرژی صفحات برشی فلزی با نسبت های لاغری مختلف مورد مطالعه قرار می دهد. دو نوع مصالح کاربردی فولادی، شامل فولاد کربن دار و فولاد با تنش تسلیم پایین، و یک نوع آلیاژ آلومینیوم برای صفحات فرض می شود. از نتایج تحلیل های استاتیکی غیرخطی به منظور: - تقسیم بندی صفحات در پنج محدوده رفتاری پیشنهادی (بسیارلاغر، لاغر، متوسط، ضخیم، بسیارضخیم)، - ارایه روابط ریاضی جهت مرزبندی و تخمین بار کمانشی، و - تشریح خصوصیات صفحات هر محدوده رفتاری در ارتباط با منحنی های رفتار، نحوه توسعه تنش ها و دامنه های رفتار خطی/غیرخطی در طول بارگذاری استفاده می شود. نتایج تحلیل های چرخه ای نیز نشان می دهد که قابلیت جذب انرژی صفحات در محدوده های بسیارضخیم، ضخیم و متوسط، متاثر از تنش تسلیم و مدول الاستسیته اولیه مصالح است، درحالی که در محدوده لاغر، به ویژه برای نسبت های لاغری بزرگتر، از تاثیرگذاری پارامتر تنش تسلیم کاسته، و نقش مدول الاستسیته اولیه مصالح پررنگتر می شود. در محدوده بسیارلاغر نیز به نظر می رسد که مدول های الاستسیته اولیه و ثانویه مصالح نقش موثرتری در قابلیت جذب انرژی صفحات داشته باشد.

    کلید واژگان: صفحات فلزی, تسلیم, کمانش, المان محدود, تحلیل چرخه ای
    Zahra Aliarab, Seyed AliAsghar Hosseinzadeh *

    The present study investigates the effects of material mechanical properties and plate slenderness ratios on the nonlinear and cyclic behavior characteristics of metal shear panels (including carbon steel (CS), low yield point steel (LYP160) and aluminium (AL)), using the finite element method. The plates are first qualitatively and quantitatively classified into the five groups of very slender, slender, moderate, stocky and very stocky, regarding their slenderness ratios. Very slender plates have negligible buckling capacity and thus, they buckle at the initial stages of loading. Slender plates buckle in the elastic range of behavior. Moderate plates buckle in the inelastic range of stresses before material yielding occurs in the plates. Stocky plates buckle in the plastic (post-yield) range of stresses. The behavior of very stocky plates is only dominated by yielding phenomenon and they do not buckle during loading. Based on the statistical analysis of results, new relationships for estimation of inelastic and plastic buckling loads are also proposed. The cyclic analysis results show that the energy dissipation capability of very stocky/stocky/moderate plates is solely dependent on the material yield stress and elastic modulus of elasticity, whereas for the slender plates, the effectiveness of material yield stress in the energy dissipation of plates is decreased and the role of the material elastic modulus of elasticity becomes more important. In the case of very slender shear plates, the energy dissipation capability seems to be dependent on the initial and secondary modulus of material only.

    Keywords: Metal plate, Yielding, Buckling, finite element, cyclic analysis
  • حسین شوکتی*، بابک سربلند

    کاربردهای سازه ای مواد کامپوزیتی درسازه های مختلف مانند صنایع نفت و گاز، سیستم های آبرسانی، صنایع دریایی، صنایع هوا و فضا و نظامی را شامل می شود. به ویژه در سازه هایی که درآنها نسبت بالای استحکام به وزن حایز اهمیت است، این کاربردها درحال افزایش است. که یک نمونه رایج آن مخازن کامپوزیتی استوانه ای است. بارهای خارجی ممکن است به وسیله ابزارهای فشاری مانند سقوط اجسام و یا برخورد ماشین آلات و غیره به مخازن وارد گردد. این بارها ممکن است موجب خسارات و آسیب های جدی و ناگهانی در مخازن گردد. به همین دلیل بررسی اثر این گونه نیروها از اهمیت زیادی برخوردار است. این مقاله نتایج یک تحقیق آزمایشگاهی است که در آن چهار نمونه از مخازن GFRP با قطر داخلی 800 و 400 میلی متر و ضخامت 4 میلی متر تحت باردندانه ای مورد آزمایش و بررسی قرار گرفته اند. همچنین جهت شبیه سازی عددی تست های انجام گرفته از نرم افزار آباکوس استفاده شده و نمودارهای بار-جابجایی حاصل از آزمایش با نتایج المان محدود مورد بررسی و تحلیل قرارگرفت که نشان دهنده تخمین مناسب تحلیل المان محدود می باشد. نتایج آزمایشات نشان دادکه کاهش طول نمونه درافزایش ظرفیت باربری تاثیر بسزایی دارد و همچنین نتایج بدست آمده در شرایط آزمایشگاهی، با نتایج شبیه سازی عددی انطباق خوبی دارند.

    کلید واژگان: باردندانه ای, آزمایشگاه, مخازن GFRP, شبیه سازی عددی, نرم افزار آباکوس, المان محدود
    Hossein Showkati *, Babak Sarboland

    Structural applications of composite materials in various structures such as oil and gas industries, water supply systems, marine industries, aerospace and military industries are included. Especially in structures where a high ratio of strength to weight is important, these applications are increasing, a common example of which is cylindrical composite tanks. External loads may enter the tanks by means of compression tools such as falling objects or colliding with machines, etc. These loads may cause serious and sudden damage to the tanks. For this reason, it is very important to study the effect of such forces. This paper is the result of a laboratory study in which four samples of GFRP tanks with an inner diameter of 800 and 400 mm and a thickness of 4 mm were tested and examined under a dental load. Also, for numerical simulation of the tests performed, Abacus software was used and the load-displacement diagrams obtained from the experiment with finite element results were examined and analyzed, which shows the appropriate estimate of finite element analysis. The experimental results showed that reducing the sample length has a significant effect on increasing the bearing capacity and also the results obtained in vitro are in good agreement with the numerical simulation results.

    Keywords: Dental Load, Laboratory, GFRP Tanks, numerical simulation, ABACUS Software, Finite Element
  • ناصر شابختی*، محمد کسائیان، عرفان عربشاهی

    با توجه به نیاز کشور به افزایش ظرفیت در میادین کنونی خصوصا میدان پارس جنوبی و راه اندازی میادین جدید، شناخت روش فلوت اور به عنوان روشی ارزان و قابل اطمینان به عنوان جایگزین روش جرثقیل امری بدیهی است. این روش در ذات پیچیده و نیازمند مطالعه تمامی پارامترهای محیطی و المان های درگیر در آن است. تمامی این عوامل دارای عدم قطعیت هستند. این پژوهش عدم قطعیت های محیطی و موجود در فولاد را در ضمن مقایسه دو مدل المان میتینگ و با استفاده از روش های سطح پاسخ و طراحی تاگوچی بررسی می کند. مدلی شامل جکت، شناور و عرشه برای ارزیابی هیدرودینامیکی در خلیج فارس و با 6 درجه آزادی توسعه داده شد. سپس با استفاده از ترتیب اجراهای طراحی های تاگوچی و روش باکس بنکن از روش شناسی سطح پاسخ و حداکثر تنش فون میزس بررسی و تابع حالت حدی بدست آمد. این تنش با استفاده از مدل اجزا محدود از المان میتینگ که اثر ضربات و اندرکنش های موجود را در بر دارد، محاسبه شد. با ایجاد دو تابع حالت حدی قابلیت اطمینان بر آنها انجام شد. در این توابع حالت حدی، اثر پارامترهای محیطی بر خرابی المان میتینگ بررسی شدند. در نهایت اثر عدم قطعیت های محیطی و تنش جاری شدن فولاد در روش فلوت اور با بهره گیری از روش های FORM و SORM و شبیه سازی مونت کارلو ارزیابی شدند. در نهایت مشخص شد افزایش عدم قطعیت ها در فولاد اثری شاخص و برخی از پارامترهای محیطی اثر کمی بر خرابی ایفا می کنند.

    کلید واژگان: نصب فلوت اور, المان محدود, المان میتینگ, قابلیت اطمینان, روش شناسی سطح پاسخ, روش تاگوچی
    Naser Shabakhty *, Mohammad Kasaeyan, Erfan Arabshahy

    Regarding Iran's need to increase its current oilfields production, especially in the South Pars field and decommissioning new fields, it is a necessity to fully understand and comprehend the Floatover installation method as a cost-effective and reliable method and as an alternative for traditional lifting method. This method is complex and demands the study of all environmental parameters and elements involved. All of these parameters contain uncertainty. This study examines the environmental uncertainties and uncertainty in steel by comparing leg mating units and using Taguchi design and response surface methods. A model including a jacket, topside, and a barge with 6 degrees of freedom was developed to assess hydrodynamic analysis in the Persian Gulf. Then, using the Taguchi design and the Box-Behnken method, and by monitoring the maximum Von Mises stress, the explicit limit state function was generated. This stress was calculated using a finite element model that represents impacts and interactions. By creating two limit state functions, a reliability analysis was performed. In these functions, the effect of environmental parameters on the failure of the leg mating units was investigated.  Finally, the effect of environmental uncertainties and the yielding stress of steel in the Floatover method were evaluated using FORM and SORM methods and Monte Carlo simulation. It was concluded that uncertainties in steel and some of the environmental parameters have a significant impact on failure.

    Keywords: Floatover, Leg Mating Unit, Reliability Analysis, Response surface methodology, Taguchi method
  • واحد قیاسی*، خسرو اسماعیلی، دانیال ارزجانی

    با توجه به توسعه و گسترش شهرها و مراکز صنعتی و تجاری، فضاهای زیرزمینی برای اهداف زیادی از جمله حمل ونقل، انتقال مواد سوختی، خطوط لوله های آب و فاضلاب، ایستگاه های مترو و سایر تاسیسات شهری به کار می روند. تونل های مترو ممکن است در جایی ایجاد شوند که فونداسیون پل ها یا ساختمان ها چه به صورت بالفعل و چه بالقوه در آن منطقه وجود داشته و بارگذاری این فونداسیون ها چه در حالت استاتیکی و چه در حالت دینامیکی می توانند باعث حرکت های ناپایدار کننده و یا افزایش سطح توزیع تنش در خاک اطراف تونل شوند که سبب بروز آسیب و خسارت به تونل ها می شوند. جابه جایی در جهت زلزله، امتداد نشست تونل از اثرات شمع های اجراشده در کنار تونل های مترو در هنگام لرزش می باشد. این تحقیق به بررسی تحلیل عددی رفتار اندر کنشی شالوده عمیق و تونل قطار شهری از طریق مدل سازی عددی به صورت سه بعدی تحت بارهای لرزه ای به روش المان محدود توسط نرم افزار آباکوس نسخه1-13-6 می پردازد. در این مقاله تاثیر افزایش فاصله گروه شمع از تونل بر روی رفتار اندر کنشی آن ها در طی اعمال زلزله بررسی شد. نتایج بررسی نشان داد که با افزایش فاصله گروه شمع از تونل میزان جابه جایی تونل در جهت لرزش ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد و میزان نشست تونل نیز با افزایش فاصله ابتدا کاهش و سپس به یک مقدار تقریبا ثابت می رسد. میزان تنش فشاری در بالا و وسط تونل با افزایش فاصله گروه شمع ابتدا افزایش یافته سپس ثابت می شود و در قسمت پایینی تونل با افزایش فاصله پیوسته روند کاهشی را شاهد بودیم.

    کلید واژگان: شالوده عمیق, تونل های مترو, اندر کنش خاک- سازه, المان محدود, تحلیل دینامیکی
    Vahid Ghiasi *, Khosro Smaeili, Danial Arzjani

    Developing transportation system in populated cities needs to construct subsurface infrastructures, such as tunnels. With a close attention to densely surface structured urban environments, it is most likely that tunnels would inevitably cross near of adjacent structures. It should be considered, whether the settlement induced by tunneling are in allowable range or not. Several factors may affect the magnitude of ground movement due to tunneling and consequently the tunnel- structure interaction, such as ground geotechnical properties, adjacent structure stiffness and relative position of structures and tunnels, and tunnel construction parameters.When pile foundations are exposed to intense dynamic transverse loads during earthquakes, soil- structure interaction (SSI) plays an important role in allocating the response of pile foundations to lateral excitation. The numerical investigation with analysis subway tunnels and deep foundation interaction behavior under seismic loads by the finite element method was carried out.

    Keywords: Pile Foundation, Subway Tunnel, Soil-structure interaction, Finite element, Dynamic analysis
  • سارا بیرقی، حسن ستاری*، علی محدث خراسانی
    سازه های فضاکار تک لایه به ویژه در فرم گنبدی شکل به دلیل سختی بالای سازه ای برای پوشش دهانه های بزرگ از ویژگی های خوبی برخوردارند. این نوع سازه ها بسیار مستعد ناپایداری هستند که این عامل می تواند میزان بارگذاری قابل تحمل و تغییرشکل سازه ها را محدود -کند و نقش بنیادی در طراحی سازه هایی داشته باشد که بارهای تحمل شده توسط اعضای آن ها عمدتا به صورت محوری-فشاری یا محوری-کششی می باشد لذا مطالعه ی پایداری این سازه ها برای تعیین حداکثر ظرفیت باربری سازه، یافتن فرم هندسی بهینه، سختی سازه و نحوه ی رفتار خرابی آن از اهمیت زیادی برخوردار است. سازه های فضاکار گنبدی تحت شرایط بارگذاری متفاوت، مودهای ناپایداری گوناگونی شامل ناپایداری عضوی، ناپایداری گرهی، ناپایداری در امتداد طول عضو و ناپایداری عمومی را به نمایش می گذارند. با در نظرگیری این نوع ناپایداری ، در این مطالعه سازه فضاکار تک لایه ی گنبدی مقبره ی شیخ صفی الدین اردبیلی با تاشه ی ویژه ی خود گنبد که با مطالعه ی پارامتریک به دست آمده است با انجام تحلیل های خرابی و استفاده از روش عناصر محدود مورد بررسی قرار گرفته است. اثرات عواملی همچون ناکاملی های هندسی اولیه، الگوی بارهای برف متوازن در گره ها، الگوی بارهای برف نامتوازن در دو جهت متعامد، با در نظر گیری سه نسبت ارتفاع به دهانه ی متفاوت، دو نسبت طول به عرض گنبد و تنش تسلیم مصالح در رفتار پایداری سازه فضاکار تک لایه ی آسمانه چینی خانه ی مقبره شیخ صفی الدین اردبیلی لحاظ گردیده است. نتایج نشان می دهد که نسبت ارتفاع به دهانه عاملی تاثیرگذار در این نوع سازه هاست و با افزایش این نسب وزن، سختی اولیه و ظرفیت باربری (برای طراحی با مقاطع یکسان برای تمامی سازه ها) افزایش می یابد؛ همچنین فرم سازه ای سازه فضاکار تک لایه ی گنبدی مقبره ی شیح صفی الدین اردبیلی با تاشه ی ویژه ی خود بسیار غیراقتصادی و غیر بهینه است و برای طراحی های سازه ای توصیه نمی شود و صرفا جنبه ی زیبایی دارد.
    کلید واژگان: سازه فضاکار, مقبره ی شیخ صفی الدین اردبیلی, پایداری سازه, گنبد تک لایه, المان محدود
    Sara Beyraghi, Hassan Sattari Sarbangholi *, Ali Mohades Khorasani
    These types of structures are very disposed to instability, which can limit the amount of load that can be tolerated and deformed structures, and play a fundamental role in designing structures whose loads borne by their members are mainly axial-compressive or axial-tensile. So it is important to study the stability of these structures to determine the maximum load-bearing capacity of the structure, to find the optimal geometric shape, the stiffness of the structure and collapse behavior under different loading conditions. Under different loading conditions, dome-shaped space structures exhibit various modes of instability, including member instability, nodal instability, member length instability, and general instability. Considering this type of instability, in this study, the dome-shaped space structure of the tomb of Sheikh Safi al-Din Ardabili with the special form of the dome, which has been obtained by parametric study, have been investigated. These are done by collapse analysis and the use of finite element methods. Factors such as early geometric imperfections, balanced snow load pattern in nodes, unbalanced snow load pattern in two orthogonal directions, taking into account three different height to span ratios, two lengths to width ratios of the dome and yield stress are considered In the stability behavior of the single-layer space structure of Canopy the tomb of Sheikh Safi al-Din Ardabili. The results show that the height to span ratio is an influential factor in this type of structure and with increasing this ratio, weight, the initial hardness and load capacity (for design with the same sections for all structures) increases; also the structural form of the single-layer dome-shaped space structure of the tomb of Sheikh Safi al-Din Ardabili, with its special form, is very uneconomical and inefficient, and is not recommended for structural designs and has only a beautiful aspect.
    Keywords: Space Structure, Tomb of Sheikh Safi al-Din Ardabili, Stability of Structure, Single-Layer Dome, Finite Element
  • فرزین سلماسی*، حسین حکیمی خانسر

    پیش بینی فشار آب حفره ای، نشست، تنش خاک و ضریب فشار آب حفره ای (R_u) در بدنه سدهای خاکی در زمان ساخت یکی از اقدامات ضروری در مدیریت پایداری سدهای خاکی است. بنابراین تخمین آن ها با روش های دقیق بسیار مهم است. چون رفتار سد خاکی غیرخطی است، بنابراین باید از روش المان محدود و مدل های رفتاری مناسب استفاده نمود. در تحقیق حاضر که به صورت مطالعه موردی است، شبیه سازی عددی به صورت سه بعدی با استفاده از نرم افزار پلاکسیس در سد کبودوال استان گلستان انجام گرفت و مقادیر حاصل از شبیه سازی عددی با تحلیل برگشتی با مقادیر نظیر داده های ابزار دقیق سد مقایسه شد و پارامترهای واقعی مصالح به کار گرفته شده در بدنه سد، با آنالیز برگشتی به دست آمد. نتایج نشان داد که مدل HS با شاخص های آماری ضریب تبیین (R^2)، میانگین مربع خطاها (RMSE) و نیز میانگین هندسی نسبت خطا (GMER) در مقایسه با مدل رفتاری MC در بدنه سد دقت بیشتری دارد. نتایج مدل عددی واسنجی شده در پایان ساخت سد کبودوال، نشان داد که بیشینه افزایش فشار آب حفره ای، تنش، نشست و جابجایی افقی در بخش مرکزی اتفاق افتاده و مقدار آن در محور و بخش میانی سد بیشتر از طرفین آن است. قسمت میانی و نزدیک به محور سد تغییرات مشابهی با روند بارگذاری بدنه سد دارد؛ درحالی که با دور شدن از محور سد به دلیل انتقال تنش ها به صورت مایل (چرخش المان تنش) تاثیرپذیری کمتری از روند خاکریزی دارند، همچنین در بخش مرکزی تاثیرات ناشی از زهکشی مصالح فیلتر و زهکش حداقل است.

    کلید واژگان: سد خاکی کبودوال, پلاکسیس, المان محدود, تحلیل برگشتی, مدل رفتاری خاک سخت شونده
    Hosein Hakimi Khansar

    Accurate prediction of pore water pressure, settlement, soil stress and pore water pressure coefficient (Ru) in the body of earth dams during construction is one of the necessary measures in the management of earth dam stability. In the present study, which is a case study, a three-dimensional numerical simulation was performed using the Plaxis software for the Kabudval Dam located in Golestan province, Iran. The values obtained from the numerical simulation were compared with the corresponding measured values using the dam instruments. Calibration was carried out using back analysis method (BAM) and some dam geotechnical parameters were corrected based on BAM. The results showed that the hardening soil (HS) model with the statistical indicators of R2, RMSE and GMER is more accurate compared with the Mohr- Coulomb (MC) model. The results of the numerical model were calibrated at the end of construction for Kabudval Dam and showed that the maximum increase in pore water pressure, stress, settlement and horizontal displacement occurs in the central part and its value in the axis and middle part of the dam is more than its sides. The middle part and close to the dam axis have similar changes with the fill process of the dam body; while with moving away from the dam axis due to the transfer of stresses to the sides, they have less impact from the dam filling process. In addition, in the central part, the effects of filter and drainage is low.

    Keywords: Kabodval dam, Plaxis, finite element method, back analysis, Hardening soil behavior
نکته
  • 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.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال