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 « Impact Loading » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »

  • Farin Ramezani, Ricardo J.C. Carbas *, Eduardo A.S. Marques, Lucas F.M. Da Silva
    This research aims to examine the tensile strength of a hybrid composite laminate reinforced by thin-plies when used as an adherend in bonded single lap joints subjected to high-rate and impact loading. Two different composites, namely Texipreg HS 160 T700 and NTPT-TP415, are employed as the conventional and thin-ply composites, respectively. The study considers three configurations: a conventional composite, a thin-ply, and a hybrid single lap joint. Numerical models of the configurations are developed to provide insight into failure mechanisms and the initiation of damage. The results indicate a significant increase in tensile strength for the hybrid joints over the conventional and thin-ply joints, due to the mitigation of stress concentrations. Overall, this study demonstrates the potential of hybrid laminates for improving the performance of composite joints under high-rate loading and impact conditions.
    Keywords: composite joints, thin-ply, single lap joints, high-rate loading, impact loading}
  • David Zarifpour, Mehdi Dadashi, Javad Marzbanrad*

    This paper presents an experimental study on the effect of adhesive thickness on the maximum load of adhesive joints under static and impact loading, using the double cantilever beam (DCB) test method. The DCB specimens were prepared with varying adhesive thicknesses and subjected to impact loading using a drop weight impact tester. The maximum load was recorded for each specimen. The results indicated that the maximum load of the adhesive joints increases with increasing adhesive thickness up to 5 mm, beyond which the maximum load decreases with further increase in adhesive thickness. Moreover, the failure mode of the adhesive joint was found to be strongly dependent on the adhesive thickness, with thicker adhesive layers exhibiting an adhesive failure mode but in thinner thicknesses, the adhesive mode is cohesive. These findings provide important insights into the design and optimization of adhesive joints for applications that are subject to impact loading.

    Keywords: Adhesive joints, Impact loading, Adhesive thickness, Double Cantilever Beam}
  • مهدی کوه میشی، علیرضا آذرهوش*
    اضافه نمودن خرده لاستیک بین سنگ دانه های بالاست یک روش مناسب برای کاهش میزان خردشدگی سنگ دانه های بالاست است. با وجود این، عدم قطعیت هایی در ارتباط با زهکشی مناسب لایه دانه ای بدست آمده به ویژه در صورت وقوع خردشدگی قابل ملاحظه، وجود دارد. در این مطالعه، تراوایی مصالح بالاست که دچار خردشدگی گردیده اند و در آن اندازه ها و مقدارهای مختلفی از ذرات خرده لاستیک اضافه شده است، بررسی می شود. برای تهیه مصالح خرد شده بالاست، آزمایش بارگذاری ضربه تحت شرایط کنترل شده روی سنگ دانه های دست نخورده انجام می شود. سپس، آزمایش نفوذپذیری با ارتفاع ثابت، روی مخلوط بدست آمده از ترکیب سنگ دانه خرد شده بالاست و خرده لاستیک صورت می گیرد. نتایج بدست آمده نشان می دهند که اثر اندازه ذرات خرده لاستیک در مقایسه با مقدار درصد مورد استفاده، روی ضریب هدایت هیدرولیکی مخلوط بدست آمده بیشتر است، به نحوی که تا 45% باعث کاهش ضریب هدایت هیدرولیکی می شود. همچنین، هنگامی که ذرات ریزتر خرده لاستیک با بالاست دارای خردشدگی بالا ترکیب می شود، نتایج آزمایش نفوذپذیری روی مخلوط دانه ای بدست آمده تایید می کند که خط برازش داده شده روی تغییرات گرادیان هیدرولیکی اعمالی با سرعت جریان آب از حالت غیرخطی به سمت حالت خطی رایج میل می کند که تحت عنوان قانون دارسی شناخته می شود. مطابق انتظار، وقوع درصد بالاتر خردشدگی در سنگ دانه های بالاست باعث آلودگی این مصالح و در نتیجه افت ضریب هدایت هیدرولیکی می گردد، با این وجود میزان نفوذپذیری حتی برای نمونه های با میزان خردشدگی قابل ملاحظه و ترکیب شده با ذرات ریز خرده لاستیک، بالاتر از حداقل مشخص شده است.
    کلید واژگان: بالاست راه آهن, خردشدگی, بار ضربه ای, خرده لاستیک, نفوذپذیری}
    Mehdi Koohmishi, Ali Reza Azarhoosh *
    The incorporation of crumb rubber (CR) among ballast aggregate is characterized as an advantageous way to considerably lessen the degradation rate of granular particles. Meanwhile, there is uncertainty about the proper drainage performance of the mixture whenever the ballast aggregate is further degraded. The present study evaluates the drainage capability of degraded ballast aggregate in which disparate percentages and sizes of discarded granulated rubber particles are incorporated. To provide degraded aggregate, the impact loading test under controlled conditions is implemented on fresh railway ballast. Afterward, the large-scale constant head permeability test is carried out on prepared mixtures of degraded aggregate and CR particles. The results confirm that the effect of CR size on the drainage potential of degraded ballast combined with discarded CR particles is more than the influence of CR percentage. Also, the nonlinear trend line observed between the applied hydraulic gradient and the water flow velocity approaches the conventional linear trend line represented by Darcy’s law whenever the smaller-sized CR particles are incorporated into the most degraded ballast aggregate. As expected, a higher level of degradation of aggregate decreases the hydraulic conductivity of ballast specimens, meanwhile, the permeability is yet considerably more than the acceptable limit even for specimens subjected to the significant level of degradation combined with the smaller-sized crumb rubber particles.
    Keywords: Railway ballast, Degradation, Impact loading, Granulated rubber, Permeability}
  • زهرا باقری، مهسا سادات میر علینقی، مجتبی حقگو، مجید علی طاولی، هاشم بابایی*

    در این پژوهش، مکانیزم تغییر شکل پلاستیک و شکست ساختارهای ساندویچی با رویه های آلومینیومی و هسته ذرات لاستیک ضایعاتی تحت بارگذاری ضربه ای سرعت پایین مورد بررسی قرار گرفته است. از سیستم سامانه سقوط وزنه برای اعمال بار ضربه ای به نمونه در 7 سطح انرژی مختلف 3/34، 6/68، 9/102، 2/137، 6/154، 5/171، 8/205 ژول استفاده شد. برای دستیابی به سطوح انرژی مذکور، جرم ضربه زننده ثابت و برابر با 5/3 کیلوگرم در نظر گرفته شد و ارتفاع ضربه زننده از نمونه از 1 تا 5/6 متر تغییر کرد. 10 نمونه آزمایشی در دو نوع لایه بندی، با و بدون هسته ذرات لاستیکی در نظر گرفته شد. در این سری از آزمایش ها، 1 میلی متر ضخامت ثابت رویه آلومینیومی و 16 و 32 میلی متر برای هسته ذرات لاستیک ضایعاتی در نظر گرفته شد. نتایج تجربی ساختار ساندویچی با هسته 16 میلی متری، ناحیه کوچک تر تغییر شکل دایمی در حدود 37 و 18 درصد را به ترتیب برای ارتفاع سقوط 2 و 3 متر به علت فضای متخلخل کم تر میان دو رویه آلومینیومی نشان داد. همچنین، در قیاس با ساختار ساندویچی بدون هسته، استفاده از هسته ذرات لاستیک ضایعاتی با جرم کم در سطوح انرژی کم موجب افزایش 19 درصدی قطر سوراخ ورق جلویی شد.

    کلید واژگان: بارگذاری ضربه ای, سامانه سقوط وزنه, مطالعه آزمایشگاهی, ورق های ساندویچی, ذرات لاستیک ضایعاتی}
    Zahra Bagheri, Mahsasadat Miralinaghi, Mojtaba Haghgoo, Majid Alitavoli, Hashem Babaei *

    In this research, the plastic deformation and failure mechanism of sandwich structures with aluminum face-sheets and waste rubber particles core under low-velocity impact loading have been investigated. The drop hammer testing machine was used to apply the impact load to the sample at seven different energy levels 34.3, 68.6, 102.9, 137.2, 154.3, 171.5, and 205.8 J. To achieve the mentioned energy levels, the weight of the hammer was considered constant and equal to 3.5 kg and the standoff distance of the hammer was changed from 1 to 6.5 m. 10 test samples were considered in two types of layering with and without the core of rubber particles. In this series of experiments, the thickness of aluminum face-sheets was constant at 1 mm and two different thicknesses of 16 and 32 mm were considered for the core. Experimental results showed that, the sandwich panel with 16 mm had a 37 and 18 % smaller deformed area for fall heights of 2 and 3 meters, respectively, due to the less porous space between two aluminum face-sheets. Also, compared to the coreless sandwich structure, the use of a low-mass waste rubber particle cores at low energy levels increased the front sheet perforation diameter by 19 %.

    Keywords: impact loading, Drop hammer testing machine, Experimental Study, Sandwich sheets, Waste rubber particle}
  • ایمان باری، یداله علی نیا*
    در این پژوهش، مساله جدایش اتصال جوشی پروازنده های یک خشک کن صنعتی تحت بارگذاری ضربه ای مورد بررسی قرار می گیرد. وظیفه پروازنده ها پخش یکنواخت محصول درون سیستم و جلوگیری از تماس فوری محصول مرطوب با سطح خارجی لوله های بخار است. علاوه براین، برای جدایش محصول چسبیده به بدنه داخلی از ضربه چکش های ثقلی بر روی بدنه خارجی استفاده می گردد. بررسی های به عمل آمده حاکی از آن است که ضربات مکرر چکش بر روی بدنه سیستم موجب خرابی اتصال جوش های نگهدارنده پروازنده به پوسته داخلی و در نهایت جدایش کامل آنها خواهد شد. با فرض اینکه چکش با سرعت اولیه مشخص به سطح خارجی سیستم برخورد می کند، مدل اجزای محدود مساله به کمک نرم افزار تجاری آباکوس تهیه می شود. نتایج اولیه حاکی از آن است که ضربات چکش موجب تولید تمرکز تنش و تغییر شکل پلاستیک قابل توجه در ریشه اتصال جوش های پروازنده می گردد. به منظور پیشگیری از پدیده خرابی اتصال راهکارهای مختلفی پیشنهاد شده است از جمله: تغییر مکان اتصال جوشی، تقویت اتصال به کمک نبشی، تغییر ضخامت و جنس صفحه جاذب. بر اساس نتایج به دست آمده، تغییر موضع خط جوش به سمت ابتدای پروازنده و استفاده از نبشی تقویت کننده می توانند به ترتیب حدود %18 و %43 ماکزیمم تنش ون مایسز را کاهش دهند. علاوه بر این، کاربرد یک صفحه جاذب دو لایه می تواند مقدار تمرکز تنش در ریشه اتصال جوشی را به میزان %80 کاهش دهد.
    کلید واژگان: خشک کن صنعتی, اتصال جوشی, روش اجزای محدود, بارگذاری ضربه ای, تنش ون مایسز}
    Iman Bari, Yadolah Alinia *
    This paper discusses the failure phenomenon of the welding joint for the flight bars in a rotary dryer under impact loading. The flight bars are utilized to provide a curtain of particles and to avoid direct cohesion of the production to the steam tubes. In addition, some gravitational hammers knock off the shell's outer skin to fall off the product buildup on the shell's inner surface. The condition monitoring has revealed that periodic impacts of hammers on the outer skin will result in welding joint failure between the flight bars and the shell followed by a complete detachment. Assuming that the hammer impacts the shell by a constant rotational speed, finite element software is employed to simulate the mentioned problem. According to the results, severe stress concentration and plastic deformation arise around the roots of welding joints. To prevent joint failure, different mechanisms are proposed such as relocation of the welding joints, employment of the stiffening angles, and an increase in the thickness of the absorbing pad. The outcome of the current study showed that relocation of the welding joint toward the flight bar end and the application of a stiffening angle can decrease the maximum von Mises stress by a factor of 18% and 43%, respectively. Moreover, using a composite absorbing pad will decrease the von Mises stress around the welding joint root by about 80%.
    Keywords: Rotary Dryer, Welding Joint, Finite Element Method, Impact Loading, Von Mises Stress}
  • علیرضا خالو*، حسام سلطانی، هاتف عبدوس

    در این مطالعه به بررسی تحلیلی رفتار دال های بتنی مسلح به آرماتورهای فولادی و مقاوم سازی شده با ورقه های FRP تحت بارگذاری ضربه ناشی از سقوط وزنه پرداخته شده است. با استفاده از تیوری صفحات ارتوتروپیک، رابطه حاکم بر مقادیر جابه جایی هر نقطه دلخواه از یک دال بتنی با شرایط تکیه گاهی ساده تعیین و سپس مقادیر حاصل از مطالعات تحلیلی با نتایج مطالعات آزمایشگاهی مقایسه شده که با خطای حداکثر 7 درصدی در تخمین مقادیر جابه جایی، موید دقت بالای رابطه تحلیلی پیشنهادی است. همچنین، تاثیر استفاده از لایه های FRP و نیز درصد آرماتورهای فشاری بر بهبود عملکرد دینامیکی دال ها تحت بارگذاری ضربه بررسی شده است. نتایج مطالعات پارامتریک نشان می دهد که افزایش تعداد لایه های GFRP تا 7 لایه در سطح تحتانی دال های بررسی شده می تواند منجر به کاهش 33 درصدی مقادیر جابه جایی شود. همچنین، با افزایش درصد آرماتورهای فشاری به میزان آرماتورهای کششی موجود در مقطع، برای دال های تک آرمه و نیز دال تقویت شده با لایه سراسری از ورقه GFRP به ترتیب کاهش 30 و 23 درصدی مقادیر جابه جایی را به همراه داشته است.

    کلید واژگان: دال بتن آرمه, مطالعه تحلیلی, صفحات ارتوتروپیک, بارگذاری ضربه, ورقه های FRP}
    Alireza Khaloo *, Hesam Soltani, Hatef Abdoos

    This study aims to analytically investigate the impact response of FRP-retrofitted RC slabs. In this regard, based on the orthotropic plate theories, an applicable formulation is derived to assess the displacement of simply supported RC slabs due to the applied impact loading induced by dropping an impactor. The results have then been compared with the experimental data available in the literature. The proposed analytical formulation is proved to be reliable and efficacious to an extent that the displacement can be attained up to seven percent error. The effect of number of FRP layers and compressive reinforcement ratio have also been examined on the impact response of FRP-retrofitted RC slabs. The results indicate that adding 7 layers of GFRP strips to the bottom face of the RC slabs can attenuate the displacement values up to 33 percent. Moreover, the effect of compressive reinforcements on improving the impact response of RC slabs was estimated to be 30 and 23 percent, respectively, for RC slabs being examined.

    Keywords: RC slabs, Analytical investigation, Orthotropic plates, Impact loading, FRP layers}
  • محمدیاسر رادان کوهپائی*، سید احمد حسینی، آرین مقدم

    امروزه اهمیت استفاده از سازه های زیرزمینی برای حفاظت از زیرساخت های ملی حیاتی و حساس مانند تونل های قطار شهری، تاسیسات زیرزمینی شهری، پناهگاه ها بر هیچ کسی پوشیده نیست. در تحقیق حاضر، ضمن بررسی مطالعات گذشته بر روی نحوه طراحی سازه های امن زیرزمینی، با استفاده از مدلسازی عددی، رفتار سازه های زیرزمینی در برابر بار ضربه ای مورد بررسی قرارگرفته است تا طرحی ارایه شود که با استفاده از خواص محیط دربرگیرنده این گونه سازه ها، اثر ضربه انتقال یافته در محیط بر روی سازه زیرزمینی کاهش داده شود. در این راستا، مدل سازی چیدمان خاک تک لایه، دولایه و سه لایه و همچنین  لایه های ترکیبی از خاک و سنگ، در نرم افزار المان محدود ABAQUS انجام شده است. بیشینه فشار ناشی از بار ضربه ای، در مدل های مختلف مورد مقایسه و درنهایت با مقایسه نتایج مدل های بکار گرفته شده در این مطالعه نشان داده شد که ترتیب چیدمان لایه در خاک ها در کاهش بیشینه فشار حاصل از بارگذاری ضربه ای موثر است، به صورتی که به بیشترین میزان دمپ موج ضربه ای زمانی حاصل شده که لایه سنگی با بیشترین درجه هوازدگی و یا خاک ماسه ای (مشابه خاک تیپ 2 در آیین نامه TM5-855) در نزدیک ترین موقعیت نسبت به سازه زیرزمینی موردنظر قرارگرفته باشد.

    کلید واژگان: بارگذاری ضربه ای, مدل سازی عددی, لایه های محافظ خاکی, سازه های زیرزمینی}
    M. Y. Radan Koohpaee *, Seyed A. Hosseini, A. Moghaddam

    Today, the importance of using Underground structures to protect vital and sensitive national infrastructure such as urban train tunnels, strategic item storage centers, urban underground facilities, shelters, as well as military uses is not hidden from anyone. One of these important loads in terms of intensity and time is impact and seismic loading. Due to the fact that the environment around the underground structures is rock and soil environment, so it is necessary to achieve a good result in reducing the effect of mechanical waves on these spaces, to ensure sufficient reduction of the environment. One of these important loads in terms of intensity and time is impact and seismic loading. On the other hand, natural phenomena such as gas explosion or fire can also be easily incorporated into the structure. These are enough reasons to pay more attention to the science of rebuilding structures against different loads on them. The importance of protecting these spaces increases when they have strategic applications. Therefore, in locating and designing them, it should be noted that they must have sufficient resistance to impact loading In order to achieve a plan that by using the properties of the environment including such spaces, the effect of the impact transmitted in the environment on the underground space can be reduced. Therefore, in the past few years, this software has attracted the attention of many researchers. Finite element modeling and analysis was performed with the commercial software package ABAQUS. The package was selected due to its diverse library of material behavior models and ease of Explicit/Implicit solution procedures. In this paper, impact loading on Underground structures is numerically modeled using the Coupled-Eulerian-Lagrangian (CEL) method in the ABAQUS software. In this regard, modeling of single-layer, two-layer and three-layer soil arrangement, as well as a combination of soil and stone layers, has been done in ABAQUS finite element software. The maximum pressure due to impact load has been compared in different models and finally, by comparing the results of the models used in this study, it shows that the arrangement of the layer in the soils is effective in reducing the maximum pressure due to impact load, So that the maximum amount of shock wave damping is achieved when the rock layer with the highest degree of weathering, or sandy soil (similar to type 2 soil in Regulation TM5-855) is in the closest position to the desired underground space.

    Keywords: impact loading, Numerical Modeling, Soil protective layers, Underground structure}
  • Seyed Reza Siadati, Vahid Broujerdian *, Esmaeil Mohammadi Dehcheshmeh
    In this study, the progressive collapse of reinforced concrete structures due to vehicle collision to the columns of the ground floor was modeled and examined. For this purpose, a four-story reinforced concrete building with the intermediate moment frame system was designed using ETABS software followed by the simulation of impact loading by SAP2000 software. Performing non-linear time history dynamic analysis, the critical forces required to the column failure were determined via trial and error by considering different live load contribution. Then, the corresponding critical velocities for 4, 8, and 12 ton vehicles were determined. Finally, the progressive collapse of the building was examined by the sudden removal of the column. The results showed that by increasing the percentage of live load contribution, the force and critical velocity for the instability and damage of the column will decrease. Furthermore, comparing the perimeter and corner columns showed that the corner columns are the most critical columns for occurrence of the progressive collapse. In addition, during the assessment of the progressive collapse, it was found that the number of damaged springs in the corner column removal scenario is less than that of the perimeter column removal scenario.
    Keywords: Progressive collapse, Impact loading, nonlinear dynamic analysis, Time history analysis, Column Removal}
  • Аleksandr Коnstantinov, Anatoly Bragov, Leonid Igumnov, Victor Eremeyev *, Vladimir Balandin
    The paper presents the results of an experimental study and numerical simulation of dynamic deformation of dry clay at strain rates of ~103 s-1. The main physical and mechanical characteristics of the clay were determined using the modified Split Hopkinson Pressure Bar method for testing of lowly cohesive media in a rigid cage. Three series of experiments were carried out at strain rates of 1400 s-1, 1800 s-1 and 2500 s-1. The maximum values of the realized in the experiment axial stresses in clay were about 400 MPa and maximum pressures were 250 MPa. Based on the results of the experiments, the dependences of axial stresses on axial deformations σx-εx, shear stresses on pressure τ-P and pressure on volumetric deformation P-e (curves of volumetric compressibility) were plotted. The shear resistance of clay is noted to be well described by the Mohr-Coulomb law. The obtained deformation diagrams are found to be practically independent of deformation rate. The clay behavior under dynamic loads is shown to be essentially nonlinear. On the basis of the obtained experimental data, a parametric identification of the clay deformation model in the form of Grigoryan's constitutive relation was carried out, which was implemented in the framework of the LS-DYNA software in the form of MAT_SOIL_AND_FOAM model. Using the LS-DYNA computational complex, a numerical simulation of the deformation process of a sample under real experimental conditions was carried out. In the computational experiment, the clay behavior was described by the identified model. Good agreement was obtained between numerical and experimental results.
    Keywords: strain rate, impact loading, measuring bar, dry clay, Numerical simulation, Experiment, volumetric compressibility, ‎identification}
  • مرتضی طوفانی، محمدرضا اصفهانی*، ابراهیم زمانی

    با توجه به افزایش روز افزون استفاده از بطری های پت، تحقیق کنونی تلاشی برای بهره جویی از الیاف ساخته شده از بطری های بازیافتی پت در صنعت بتن می باشد. از طرفی رفتار بتن معمولی حاوی الیاف بازیافتی هنوز به طور کامل مطالعه نگردیده و دستور العمل های لازم منتشر نشده است. در این پژوهش اثر الیاف پلی اتیلن ترفتالات بر روی خواص مکانیکی بتن سخت شده بررسی می شود. به این منظور، الیاف در سه اندازه 1 ،2 و3 سانتی متر و سه تراکم حجمی 15/0 %، 30/0 % و 45/0 % برای این تحقیق انتخاب شدند. همه مخلوط ها برای مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مقاومت خمشی، دوام و ضربه مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که با افزودن الیاف، مقاومت فشاری، مقاومت خمشی و جذب انرژی به ترتیب 5 تا 18 درصد، 6 تا 30 درصد و 30 تا 156 درصد افزایش می یابند در حالیکه مقاومت کششی تغییر محسوسی نداشته و حتی کاهش مقاومت مشاهده می شود. نتایج حاکی از افزایش 17 تا 160 درصدی سختی و طاقت خمشی، در ترکیبات بتنی الیافی نسبت به بتن معمولی می باشد. همچنین ضربه پذیری بتن الیافی نیز نسبت به بتن شاهد 2 تا 7 برابر افزایش می یابد. با مقایسه مجموعه نتایج آزمایش ها، مشخص گردید که با توجه به جمیع جها یاد شده، ترکیبات حاوی الیاف 2 سانتیمتر با نسبت حجمی 45/0 % عملکرد بهتری نسبت به سایر نمونه ها دارند.

    کلید واژگان: بتن الیافی, الیاف بازیافتی پت, جمع شدگی, طاقت و مقاومت خمشی, آزمایش ضربه}
    Morteza Toufani, MohammadReza Esfahani *, Ebrahim Zamani

    According to increasing the use of PET products, the present study aimed to the use of PET fibers in the concrete industries. Moreover, the behavior of normal concrete contained recycled fibers is not studied and the guidelines aren’t published yet. The aim of this study was to determine the effect of polyethylene terephthalate fibers on the mechanical properties of hardened concrete. Fibers were used in three volumetric percentages of 0.15%, 0.30%, and 0.45% with the lengths of 1, 2, and 3 centimeters, separately. So, 10 combinations of specimens including the control specimen and 9 combinations of PET fiber reinforced concrete were made. All mixtures were examined for compressive strength, tensile strength, flexural strength, shrinkage, durability, and impact loading.The results showed that by adding the PET fibers, the compressive strength, the bending strength, and energy absorption increase 5 to 18 percent, 6 to 30 percent, and 30 to 156 percent, respectively. However, no noticeable change was observed in tensile strength , while even a reduction in tensile strength is monitored. The impact strength of the fiber concrete was increased two to seven times in comparison with the control concrete. By comparing the experimental results it was determined that the combinations that contained 2 cm fibers with 0.45% volume had the best performance compared with the other mixtures.

    Keywords: Fiber concrete, recyclable PET fiber, shrinkage, bending strength, impact loading}
  • مجید پرورش، حامد احمدی*، غلامحسین لیاقت
    در این مقاله به دسته جدیدی از ساختارهای مشبک تحت عنوان ساختارهای آگزتیک پرداخته شده است که به دلیل وزن پایین، سفتی و مقاومت برشی بالا کاربردهای مختلفی در انواع سازه ها از جمله سازه های جاذب انرژی دارند. ویژگی های منحصر به فرد این ساختارهای مشبک را می توان به هندسه خاص و منفی بودن ضریب پواسون آنها مرتبط دانست. در این مطالعه، به بررسی تجربی رفتار سه سازه آگزتیک الاستومری از جنس تی پی-یو با هندسه های آنتی تتراکایرال، ارهد (سرنیزه ای)، ری اینترنت در بارگذاری شبه استاتیکی و ضربه ای و مقایسه آن ها با یک سازه غیرآگزتیک لانه زنبوری پرداخته شده است. نمونه ها با استفاده از روش ساخت افزایشی (پرینت سه بعدی) تهیه شده و پارامترهایی مانند میزان جذب انرژی و میزان جذب انرژی بر واحد طول فشردگی برای ارزیابی این ساختارها مورد استفاده قرار گرفته است. بارگذاری ضربه ای در دو سطح انجام شده تا قابلیت جذب انرژی و مکانیزم های تغییرشکل هر سازه در سطوح مختلف انرژی بررسی شود. نتایج حاکی از آن است که ساختارهای آگزتیک در بارگذاری شبه استاتیکی به مراتب جذب انرژی بیشتری داشته و در بارگذاری ضربه ای قابلیت جذب انرژی بر واحد طول فشردگی بیشتری نسبت به سازه غیرآگزتیک لانه زنبوری از خود نشان می دهند.
    کلید واژگان: ساختارهای آگزتیک الاستومری, جذب انرژی, انرژی جذب شده بر واحد طول فشردگی, بارگذاری شبه استاتیکی, بارگذاری ضربه ای}
    Majid Parvaresh, Hamed Ahmadi *, Gholamhossein Liaghat
    In this paper, a new category of lattice structures called auxetic structures has been studied, which due to low weight, high stiffness and shear strength, have various applications including energy absorption. The unique features of these lattice structures can be related to their special geometry and the Negative Poisson's ratio. In this study, three elastomeric auxetic structures made of TPU with geometries of Anti-tetra chiral, Arrowhead and Reentrant were investigated experimentally at quasi-static and impact loading and compared with a non-auxetic Honeycomb structure. The specimens were fabricated by additive manufacturing method and evaluated using the parameters such as the absorbed energy and the energy per unit length of compaction. Impact loading was performed at two level to investigate the energy absorption capability and deformation mechanisms of the structures in different level of loading. The results show that the auxetic structures absorb much more energy than non-auxetic conventional ones in quasi-static loading and absorb more energy per unit length compaction in impact loading.
    Keywords: Elastomeric Auxetic Structures, energy absorption, absorbed Energy Per Unit length of compaction, quasi-static loading, impact loading}
  • مرتضی عیوض خانی، توحید میرزابابای مستوفی، هاشم بابایی*

    در پژوهش حاضر، مکانیسم تغییر شکل بزرگ پلاستیک و شکست ساختارهای ساندویچی با رویه های آلومینیومی و هسته پوکه معدنی تحت بارگذاری ضربه ای سرعت پایین موردبررسی قرارگرفته است. از سامانه سقوط وزنه برای اعمال بار ضربه ای به نمونه در 7 سطح انرژی مختلف 3/34، 6/68، 9/102، 2/137، 5/171، 8/205 و 223 ژول استفاده شد. برای دستیابی به سطوح انرژی مذکور، جرم ضربه زننده ثابت و برابر با 5/3 کیلوگرم در نظر گرفته شد و ارتفاع ضربه زننده از نمونه از 1 تا 5/6 متر تغییر داده شد. 16 نمونه آزمایشی در دو نوع لایه بندی با و بدون هسته پوکه معدنی در نظر شد. همچنین، در این سری از آزمایش ها، ضخامت رویه فلزی ثابت و دو ضخامت مختلف 16 و 32 میلی متر برای هسته پوکه معدنی در نظر گرفته شد. نتایج تجربی نشان داد که در تمامی سطوح انرژی، در ساختار ساندویچی با هسته 16 میلی متری، ناحیه کوچک تری دچار تغییر شکل دایمی می شود و این بدان علت است که فضای متخلخل میان دو ورق فلزی کوتاه تر است. همچنین، در سطوح انرژی پایین، ضخامت هسته پوکه معدنی نقش کلیدی را در بهبود مقاومت سازه در برابر بار ضربه ای وارد نمی کند. در قیاس با ساختار ساندویچی بدون هسته، استفاده از هسته پوکه معدنی با جرمی بسیار کم می تواند مانع تغییر شکل پلاستیک رویه عقبی شود و ضخامت 16 میلی متری هسته پوکه معدنی حتی مانع گلبرگی شدن رویه جلویی نیز می شود.

    کلید واژگان: بارگذاری ضربه ای, سامانه سقوط وزنه, مطالعه آزمایشگاهی, مواد دانه ای, ورق مستطیلی}
    Morteza Eyvazkhani, Tohid Mirzababaie Mostofi, Hashem Babaei*

    In the current research study, the large plastic deformation and failure mechanism of sandwich structures with aluminum facesheets and pumice core under low-velocity impact loading have been investigated. The drop hammer testing machine was used to apply the impact load on the specimen at seven different energy levels 34.3, 68.6, 102.9, 137.2, 171.5, 205.8, and 223 J. To achieve the mentioned energy levels, the weight of the impactor was considered constant and equal to 3.5 kg and the standoff distance of the hammer was changed from 1 to 6.5 m. 16 experimental samples were considered in two types of layering with and without pumice core. Also, in this series of experiments, the thickness of facesheets was fixed and two different thicknesses of 16 and 32 mm were considered for the core. Experimental results showed that at all energy levels, the sandwich panel with 16 mm pumice core shows a smaller deformed area due to the shorter porous space between two facesheets. Also, at low energy levels, the thickness of the pumice core does not play a key role in improving the impact resistance of the structure. Compared to the coreless sandwich structure, the use of a very low-mass pumice core can prevent the plastic deformation of the rear facesheet, and the 16 mm thickness of the pumice core can even prevent the front surface from petalling.

    Keywords: Impact loading, Drop hammer testing machine, granular materials, Rectangular plate}
  • Somayeh Mollaei *, Mehdi Babaei, Maysam Jalilkhani
    In the current study, the effect of the extreme lateral loading on the square and circular Reinforced Concrete (RC) columns with and without retrofitting was investigated. 3D finite element modeling of the columns and impact loading condition was performed using the ABAQUS/Explicit software. The data of a real scale blast test carried out in our previous study were used to verify the modeling accuracy. The effect of secondary moments due to axial load, different geometrical characteristics of the steel jacket, compressive strength of the concrete, and the longitudinal reinforcement on the explosive capacity of the column and its residual axial strength were studied. Results showed that the circular columns perform better under the sudden lateral pressure than equivalent square ones. Also, steel jacketing increased the explosive capacity of the column, which was more effective in the circular columns than the square ones. The results also indicated that steel jacketing with less buckling capacity had the least improvements on the column capacity. It was found that the effects of the initial axial force in the column were significant on its behavior under explosive loading condition, which should be taken into account in any modeling approaches. In general, the P-δ phenomenon had less effect on the circular columns than the square ones. Also, the use of a high-strength concrete and a higher percentage of longitudinal reinforcement further influenced the retrofitted columns than unretrofited (normal) ones, which was more evident in the circular columns in comparison with square columns.
    Keywords: Impact loading, RC Column, Circular, Square Section, steel jacketing, Residual Axial Load Capacity}
  • مجتبی حقگو، توحید میرزابابای مستوفی، مهساسادات میر علینقی، هاشم بابایی*
    هدف اصلی این مطالعه بررسی نسبت تغییر شکل مرکز جرم ورق مثلثی به ضخامت آن با استفاده از روش پردازش گروهی شبکه عصبی و مقایسه ی آن با نتایج تست های آزمایشگاهی انجام شده بر ورق نازک مثلثی با استفاده از سامانه چکش پرتابه ای است. هم چنین بررسی تغییر شکل نهایی و کرنش ایجاد شده در ورق و انرژی منتقل شده توسط ضربه ناشی از سقوط وزنه در دستور کار این مطالعه قرار دارد. برای بررسی تغییر شکل مرکز جرم ورق مثلثی از متغیرهای ورودی بدون بعد استفاده می شود. با ادغام روش های شبکه عصبی و اعداد بدون بعد، عبارت چندجمله ای مناسبی برای به دست آوردن تغییر شکل مرکز جرم ورق های مثلثی به دست می آید. روش جداسازی تک متغیره برای به دست آوردن بردار ضرایب زیرجملات شبکه عصبی پردازش گروهی استفاده می شود. روش جداسازی تک متغیره، عملکرد شبکه عصبی پردازش گروهی را برای مدل کردن فرایند پیچیده تغییر شکل ورق های مثلثی بهبود می دهد. بررسی نتایج به دست آمده از روش شبکه ی عصبی و مقایسه ی آن با داده های آزمایشگاهی تطابق قابل قبول مدل را نشان می دهد. از مهم ترین برجستگی های این روش می توان به سادگی محاسبات و کارایی مناسب در مطالعات پارامتری بارگذاری ضربه ای اشاره کرد.
    کلید واژگان: ورق مثلثی, هیدروفرمینگ, شبکه ی عصبی GMDH, بارگذاری ضربه ای, روش تجزیه مقادیر تکین}
    M. Haghgoo, T. Mirzababaie Mostofi, M. Miralinaghi, H. Babaei *
    The aim of this study is investigating the center of mass deflection to thickness ratio of triangular plates using the GMDH-type neural networks and comparing it with results of laboratory tests performed on a narrow triangular plate using water-hammer apparatus. Also, the study focuses on the overall deformation, strain and impact transmission. Dimensionless input variables are used to investigate the center of mass deflection of triangular plate with changing variables. A simpler polynomial expression is derived using GMDH-type neural network and dimensionless number. The vector of coefficients of quadratic sub-expressions involved in GMDH-type networks is obtained by Singular Value Decomposition (SVD) method. SVD can improve the proficiency of GMDH-type networks to model the intricate process of deformation of triangular plates. Obtaining results by applying a GMDH model and comparing them with actual data indicates good agreement between model output and experimental data. The advantages of this approach are in the simplification of computation and convenient application to parametric study for impact behavior.
    Keywords: Triangular plate, Hydroforming, GMDH neural networks, impact loading, SVD}
  • Marzieh Naderan Tahan, Khosro Naderan Tahan *, Seyed Saied Bahrainian
    The objective of this paper is to present the results of a research program launched to investigate the mechanism and amount of changes of reservoir rock properties due to pulse stress waves. These waves are induced in cylindrical samples by applying repeated impact loading along the sample axes in a falling weight testing apparatus. After each step of loading, permeability, effective porosity, wave velocities are measured by standard methods and CT images are prepared. Results show that if the amplitude of dynamic stress exceeds the dynamic fracture strength and spall strength of the samples, micro fracture will emerge and permeability will increase significantly while the effective porosity decreases at first steps of loading but, recovers during the subsequent steps. Emerging and growth of new fractures are visible in CT images, too. Total energy consumption prior to complete breakage, and the strain rate of incident wave, affect the results.
    Keywords: dynamic fracture strength, effective porosity, impact loading, Permeability, Reservoir rock, spallation}
  • بهزاد محمدخانی حاجی خواجه لو*، مجتبی ملکی

    مقاله حاضر به بررسی تجربی و عددی خواص مکانیکی قطعه تولیدشده با فرایند تراکم دینامیکی پودر تحت بارگذاری ضربه ای با نرخ بالا می پردازد. تست های تجربی روی پودرهای فلزی از جنس آلومینیوم توسط سامانه پرتابگر گازی انجام گرفته است. در بررسی تجربی تاثیرپذیری چگالی، مقاومت نیروی فشار از نظر اندازه دانه بندی، در سطوح انرژی متفاوتی ارایه شده است که در این راستا پودر آلومینیوم خالص در سه اندازه متفاوت به کار رفته است. برای اعتبارسنجی نتایج به دست آمده از توابع ریاضی، به مقایسه بین نتایج حاصل از مدل شبکه عصبی و داده های تجربی پرداخته ایم. بررسی خطای داده های تجربی و پیش بینی بر اساس مجذور میانگین مربعات خطاها و ضریب تبیین نشان می دهد نتایج به دست آمده از توابع ریاضی برای خواص نهایی قطعه تحت بارگذاری ضربه ای، مطلوب است.

    کلید واژگان: بارگذاری ضربه ای, تراکم دینامیکی پودر, پرتابگر گازی, پودر آلومینیوم, شبکه عصبی}
    Behzad Mohammad Khani Haji Khajelu *, Mojtaba Maleki

    The present paper deals with experimental and numerical investigation of the mechanical properties of a piece produced by a dynamic powder compaction process under high-rate impact loading. Experimental tests are performed on metal powders made of aluminum by a gas launcher system. To validate the results obtained from the presented mathematical functions, we compare the results of the neural network model and the experimental data. In examining the error of experimental data and prediction based on the squared mean of the errors and the coefficient of determination show that the results obtained from the mathematical functions provide mathematical models for the final properties of the segment under optimal impact loading.

    Keywords: Impact loading, Dynamic Powder Density, Gas Launcher, Aluminum powder, Neural Network}
  • بهزاد محمدخانی حاجی خواجه لو، رامین مشک آبادی*
    در این مقاله، اثر توزیع اندازه ذرات پودر های فلزی بر چگالی و استحکام قطعات تولیدشده تحت بارگذاری ضربه ای با سرعت بالا مورد بررسی قرار می گیرد. آزمون های تجربی بر روی پودر آلومینیوم توسط سامانه تفنگ گازی انجام شده است. در این راستا، پودر آلومینیوم خالص با سه اندازه ذره متفاوت، تحت تراکم قرار گرفته و چگالی و استحکام قطعات متراکم شده، مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که بیشترین مقدار چگالی، مربوط به بزرگ ترین توزیع اندازه ذرات است. به منظور ارزیابی اثر مخلوط کردن ذرات پودر با توزیع اندازه های متفاوت در خواص قطعات متراکم شده، سه پودر اولیه با نسبت های وزنی متفاوت، با یکدیگر ترکیب شده اند. نتایج حاصل نشان می-دهد با افزایش سهم پودر با اندازه ذرات بزرگ تر، چگالی قطعه مرکب افزایش می یابد ولی این امر تاثیر مشخصی بر استحکام ندارد. در ادامه یک مدل سازی ریاضی با استفاده از روش شبکه های عصبی جهت پیش بینی چگالی قطعات متراکم شده، ارائه گردیده است. در این روش، مقادیر تجربی به دست آمده، به عنوان ورودی روش شبکه عصبی مورداستفاده قرار می گیرند. مقایسه مقادیر پیش بینی شده توسط این مدل با نتایج بدست آمده از آزمایش، انطباق بسیار مناسبی را نشان می دهد.
    کلید واژگان: تراکم دینامیکی پودر, پودر آلومینیوم, تفنگ گازی, بارگذاری ضربه ای, شبکه عصبی مصنوعی}
    Behzad Mohammadkhani Haji Khajehloo, Ramin Meshkabadi *
    The effect of size distribution of metal powder particles on the density and strength of fabricated parts under high velocity impact loading has been investigated in this paper. Experiments have been performed on aluminum powder using gas gun apparatus. To do so, pure aluminum powder with three different sizes has been compacted and both density and strength of compacts have been compared. The obtained results show that the coarsest particle size, has the maximum value of density. To evaluate the effect of mixing powder particles with different size distributions on properties of compacts, three initial powders with different weight ratios have been mixed together. The obtained results show that the density of composite part increases as the content of powder with greater particle sizes increases, but this has no particular effect on strength. Next, a mathematical modelling using neural network method has been presented to predict the density of compacts. Through this method, obtained experimental values are used as input by the neural network method. Comparison of values predicted using this model with those obtained by experiments, represents an appropriate level of adjustment.
    Keywords: Dynamic powder compaction, Aluminum powder, Gas gun, Impact loading, Artificial Neural Network}
  • Experimental and Numerical Studies on Concrete Filled Circular Steel Tubular (CFCST) Members Under Impact Loads
    Guofeng Du, Milos Babic, Fanghong Wu, Xi Zeng, Xue, Meng Bie *
    This paper presents experimental and numerical studies on the behavior of concrete filled circular steel tubular (CFCST) members under lateral impact loading. Fourteen CFCST member specimens were designed, fabricated and tested using a Drop Hammer Impact Test Machine in a simple double-supported boundary conditions. The main parameters include the outer diameter of CFCST member, the thickness of steel tube and the height of drop hammer. The failure modes, the impact force, the impact force time history curves and the strain time history curves were investigated to evaluate the behavior of CFCST member under an impact load. A finite element analysis (FEA) model of CFCST member under lateral impact loading was established using ABAQUS software, and the accuracy of the proposed model was verified by a comparison with the test results. The response of the specimen under impact loading simulated by FEA model, matches well with the test results.
    Keywords: Concrete filled circular steel tubular (CFCST) member, Finite element analysis (FEA), Drop hammer test, Impact loading}
  • مسعود افروشه، جواد مرزبان راد*
    سازه های جدار نازک یکی از بهترین جاذب های انرژی در بارگذاری های ضربه ای بوده که به شکل های مختلف ازجمله لوله های استوانه و پروفیل های مربعی و به روش های مختلف مانند بارگذاری محوری و مایل موردمطالعه قرارگرفته است. این سازه ها در صنایع مختلفی مثل هوافضا، ریلی و حمل ونقل جاده ای استفاده می شود، خصوصا در خودرو برای کاهش صدمه به سرنشین در تصادف کاربرد دارد. در جهت بهبود عملکرد ضربه پذیری سازه، یکی از پارامترهای مهم نیروی بیشینه عکس العمل در جاذب است که به بخش های بعدی خودرو و نهایتا به سرنشین وارد می شود. در این تحقیق سعی شده است جهت آزمون های تجربی از لوله های آلومینیومی ساخته شده از آلیاژ فوق سبک AA7075 با خاصیت جذب انرژی بالا استفاده شود. با در نظر گرفتن روابط تشکیل لولای پلاستیک در مقاطع جدار نازک، هندسه ای پیشنهادشده که با ترکیب شدن بارگذاری محوری و بارگذاری مایل بتوان نیروی بیشینه را بهتر کنترل کرد. با تغییر در هندسه سر لوله به فرم شیپوری، پس از انجام آزمون های تجربی و تطابق نتایج شبیه سازی های اجزای محدود، مطابق روابط تحلیلی ارائه شده تاثیر این قوس سبب 30% کاهش نیروی بیشینه اولیه شده و همچنین اثر پارامترهای هندسی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در این خصوص نیز نتایج قابل قبولی جهت کنترل نیروی بیشینه حاصل شده است. با تغییر ارتفاع قوس به دو برابر و نصف، نیروی بیشینه اولیه به ترتیب 15% افزایش و 20% کاهش داشته است.
    کلید واژگان: آلومینیوم AA7075, بارگذاری ضربه ای, عملکرد ضربه پذیری, نیروی بیشینه, هندسه لوله}
    M. Afroosheh, J. Marzbanrad *
    Thin-walled sections absorb impact energy very efficiently that were considered in the studies in different shapes such as square profiles and cylindrical tubes by various methods as axial collapse or oblique loading. These structures are used in a variety of industries, such as aerospace, railways and road transport, especially to reduce road accident injuries in vehicles. To improve the crashworthiness properties of the structures, the peak load of the absorbers that ultimately shocks the occupant is also of importance. In this study, the cylindrical tubes of ultra-light aluminum alloys AA7075 that have a high-energy absorbing property were used for empirical tests. By considering the relationships of plastic hinge formation in thin-walled sections, a new geometry has been proposed that combined the axial and oblique loadings, then the peak load was controlled completely. By changing the end-cap of the tubes to the nozzled shape, after conducting empirical tests and validation of the finite element simulation results, according to analytical relation, the effect of this change was 30% reduction of initial peak load. Also, the effect of the geometry parameters has been studied. In this regard, to control the initial peak load, acceptable results are obtained. By changing the arc height by double and half, the peak load increased by 15% and decreased by 20%, respectively.
    Keywords: Aluminum AA7075, impact loading, Crashworthiness Performance, Peak Load, Tube Geometry}
  • علی صدرممتازی*، رومینا ذرشین زنوش، هاشم بابایی
    رفتار بتن تحت بارهای دینامیکی همانند ضربه، در مقایسه با رفتار بتن تحت بارهای استاتیکی متفاوت است. یک برنامه آزمایشگاهی به منظور تعیین خصوصیات استاتیکی و دینامیکی بتن حاوی ذرات لاستیک در نظر گرفته شده است. بدین منظور ذرات لاستیک تایر ضایعاتی در سه اندازه 1-0، 3-1 و 5-3 میلیمتر جانشین حجمی 10،0، 20، 30، 40 و 50 درصد ریزدانه در مخلوط بتن شده اند. آزمون های استاتیکی و دینامیکی به وسیله دستگاه های هیدرولیکی و وزنه پرتابی انجام شده و مقاومت فشاری و خمشی، سرعت عبور امواج التراسونیک، مدول الاستیسیته ،کرنش و جذب انرژی استاتیکی و دینامیکی برای بتن تعیین شده است. نتایج حاکی از آن است که، ذرات لاستیک تایر ضایعاتی در اندازه بزرگتر به عنوان جانشین ریزدانه، خصوصیات بهتری از خود نشان داده اند. همچنین افزایش محتوای لاستیک، وزن مخصوص، مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته استاتیکی و دینامیکی بتن را کاهش داده است. همچنین انعطاف پذیری بتن با افزودن ذرات لاستیک به مخلوط بتن افزایش یافته است. به علاوه در این تحقیق به کمک مدل جرم- فنر، معادله حرکت برای تیرهای بتنی حاوی ذرات لاستیک تایر ضایعاتی به دست آمده است.
    کلید واژگان: بتن حاوی ذرات لاستیک تایر ضایعاتی, بار ضربه, مدول الاستیسیته دینامیکی, مدل جرم-فنر, بتن منعطف}
    A. Sadrmomtazi *, R. Zarshin Zanoosh, H. Babaei
    The behavior of concrete subjected to impact load, is different compared to the behavior under static loading. A test program was carried out to determine static and dynamic properties of rubberized concrete. In this study, waste tire rubber particles were replaced with fine aggregate in concrete mixture in 3 sizes, 0-1, 1-3 and 3-5 mm and in volume ratio of 0%, 10%, 20%, 30%, 40% and 50%. Static and dynamic tests are done with hydraulic and drop hammer machines. Results of compressive and flexural strength, velocity of ultrasonic wave, Static and dynamic modulus of elasticity, strain and Static and absorption energy of rubberized concrete are determined. The results indicated that: larger rubber particles in replacement of sand have better results than smaller sizes. Also increased in rubber content, decreased the unit weight, compressive strength and static and dynamic modulus of elasticity of rubberized concrete. Using rubber particles in concrete significantly increased the ductility and strain capacity of concrete. In addition in this study equation of impact test with using mass-spring modelling, was determined.
    Keywords: Rubberized concrete, Impact loading, Dynamic modulus of elasticity, Mass-spring model, Ductile concrete}
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