شبیه سازی دیوار برشی متصل شده به تیر تحت بارگذاری سیکلی در آباکوس

معرفی محصول

در این پروژه، یک دیوار برشی فولادی متصل فقط به تیرها در نرم‌افزار Abaqus مدل‌سازی شده و رفتار آن تحت بارگذاری چرخه‌ای بررسی می‌شود.

مدل عددی شامل یک ورق فولادی، تیرها، ستون‌ها و باکس‌های سخت‌کننده است. برخلاف مدل‌های متداول دیوار برشی فولادی، ورق فولادی فقط به تیرها متصل است و هیچ اتصالی بین ورق و ستون‌ها وجود ندارد.

نتایج حاصل از تحلیل Abaqus با نتایج آزمایشگاهی گزارش‌شده در مقاله مرجع مقایسه می‌شوند تا دقت مدل عددی ارزیابی شود.

توضیح مدل

مدل شامل ورق فولادی، تیرها، ستون‌ها و باکس‌های سخت‌کننده است. پیکربندی سازه مطابق با نمونه آزمایشگاهی گزارش‌شده در مقاله مرجع ایجاد شده است.

ویژگی مهم این مدل، اتصال ورق فولادی فقط به تیرها است. هیچ اتصالی بین ورق فولادی و ستون‌ها در نظر گرفته نشده است.

تیرها و ستون‌ها نیز در محل‌های مشخص‌شده در قاب سازه‌ای با استفاده از اتصالات مفصلی به یکدیگر متصل شده‌اند.

اتصالات تیر به ستون

تیرها و ستون‌ها با استفاده از اتصالات مفصلی به یکدیگر متصل شده‌اند. محل مفصل‌ها مطابق با پیکربندی نمونه آزمایشگاهی تعریف شده است.

این پیکربندی اتصال به مدل عددی اجازه می‌دهد رفتار سازه‌ای نمونه آزمایشگاهی تحت بارگذاری چرخه‌ای را بازتولید کند.

اتصال ورق فولادی

ورق فولادی فقط به تیرها متصل شده و هیچ اتصالی بین ورق و ستون‌ها وجود ندارد.

این نوع اتصال یکی از ویژگی‌های اصلی مدل است و در شبیه‌سازی عددی در نظر گرفته شده تا سیستم سازه‌ای نمونه آزمایشگاهی بازتولید شود.

تحلیل کمانش و تعریف Imperfection اولیه

بخش اول پروژه شامل انجام تحلیل کمانش است.

مودهای کمانش از تحلیل Abaqus استخراج شده و سپس برای تعریف نقص هندسی اولیه در مدل دیوار برشی فولادی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

استفاده از مود کمانش برای تعریف نقص هندسی اولیه به مدل عددی کمک می‌کند تا شرایط هندسی اولیه نمونه آزمایشگاهی با دقت بیشتری در تحلیل در نظر گرفته شود.

بارگذاری چرخه‌ای

پس از انجام تحلیل کمانش، بارگذاری چرخه‌ای در قسمت بالایی مدل اعمال می‌شود.

تاریخچه بارگذاری مطابق با پروتکل بارگذاری آزمایشگاهی تعریف شده است. سازه تحت سیکل‌های متوالی بارگذاری و باربرداری قرار می‌گیرد تا پاسخ غیرخطی آن بررسی شود.

تغییر شکل تحت بارگذاری چرخه‌ای

تغییر شکل دیوار برشی فولادی در طول تحلیل چرخه‌ای را می‌توان از نتایج به‌دست‌آمده در Abaqus مشاهده کرد.

نتایج عددی اطلاعاتی درباره پاسخ سازه‌ای و تغییر شکل ورق فولادی در طول سیکل‌های بارگذاری ارائه می‌دهند.

تحلیل هیسترزیس

بخش دوم پروژه شامل انجام تحلیل هیسترزیس است.

داده‌های نیرو و جابه‌جایی حاصل از تحلیل Abaqus استخراج و پردازش می‌شوند تا نمودار هیسترزیس نیرو–جابه‌جایی ایجاد شود.

سپس پاسخ هیسترزیس عددی با نتایج آزمایشگاهی گزارش‌شده در مقاله مرجع مقایسه می‌شود.

اعتبارسنجی آزمایشگاهی

این پروژه با نتایج آزمایشگاهی گزارش‌شده در مقاله مرجع اعتبارسنجی شده است.

نتایج عددی به‌دست‌آمده از Abaqus رفتار مشابهی با نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهند و توانایی مدل را در بازتولید پاسخ اصلی سازه‌ای نمونه آزمایش‌شده نشان می‌دهند.

ویژگی‌های کلیدی

• مدل‌سازی دیوار برشی فولادی متصل فقط به تیرها.
• عدم وجود اتصال بین ورق فولادی و ستون‌ها.
• اتصالات مفصلی بین تیرها و ستون‌ها.
• انجام تحلیل کمانش.
• استخراج مودهای کمانش.
• تعریف نقص هندسی اولیه بر اساس مودهای کمانش.
• تحلیل غیرخطی تحت بارگذاری چرخه‌ای.
• به‌دست‌آوردن پاسخ هیسترزیس نیرو–جابه‌جایی.
• مقایسه نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی.
• مدل Abaqus اعتبارسنجی‌شده.
• فایل کامل مدل Abaqus.
• فایل Excel مربوط به تاریخچه بارگذاری.
• فایل Excel شامل نتایج عددی.
• مقاله پژوهشی مرجع.
• ویدیوی آموزشی مرحله‌به‌مرحله.

آنچه یاد می‌گیرید

• نحوه مدل‌سازی دیوار برشی فولادی متصل فقط به تیرها در Abaqus.
• نحوه تعریف ورق، تیرها، ستون‌ها و باکس‌های سخت‌کننده.
• نحوه مدل‌سازی اتصال بین ورق فولادی و تیرها.
• نحوه مدل‌سازی اتصالات مفصلی تیر به ستون.
• نحوه تعریف Interactionها و شرایط مرزی موردنیاز.
• نحوه انجام تحلیل کمانش.
• نحوه استخراج مودهای کمانش از Abaqus.
• نحوه استفاده از مودهای کمانش برای تعریف نقص هندسی اولیه.
• نحوه اعمال بارگذاری چرخه‌ای در قسمت بالایی مدل.
• نحوه انجام تحلیل غیرخطی تحت بارگذاری چرخه‌ای.
• نحوه استخراج نمودار هیسترزیس نیرو–جابه‌جایی.
• نحوه استخراج و پردازش نتایج Abaqus با استفاده از Excel.
• نحوه مقایسه نتایج عددی و آزمایشگاهی.

مرجع

این پروژه بر اساس مطالعه آزمایشگاهی ارائه‌شده در مقاله پژوهشی مرجع توسعه داده شده است.

مقاله مرجع همراه با فایل‌های پروژه ارائه می‌شود و می‌توان از آن برای بررسی مدل آزمایشگاهی، پروتکل بارگذاری، پیکربندی سازه و نتایج گزارش‌شده استفاده کرد.