منبع پایان نامه ارشد با موضوع طرح و ساخت

دانلود پایان نامه ارشد

تغييرمکان، تغييرات به وجود آمده در وضعيت عضو تعيين شده، پس از بهنگام نمودن ماتريس سختي، معکوس آن محاسبه مي شود و سپس نمو بار يا تغييرمکان جديدي اعمال شده و اين عمليات مجدداً تکرار مي گردد.

در روش ديگري که توسط Marsh ارائه شده است، اعضا با رسيدن به حد تسليم يا کمانش از سازه حذف شده و ماتريس سختي اصلاح مي گردد [1].

در روش ديگري که توسط Schmidt پيشنهاد شده است، روشي است که در آن از روش خطي سازي قطعه به قطعه براي خطي سازي رفتار عضو در محدوده فراکمانشي استفاده شده است. در اين روش براي عضو فشاري در محدوده فراکمانشي، سختي منفي در نظر گرفته مي شود و در انتهاي هر قطعه از رفتار خطي سازي شده عضو، ماتريس سختي اصلاح شده و معکوس آن مجدداً محاسبه شده و اين روند براي تمامي قطعات انجام مي گيرد [2].
در روش پيشنهادي توسط Hill، هر دو عامل غيرخطي هندسي و غيرخطي مصالح در نظر گرفته شده است. تفاوت اين روش با روش هاي قبلي اين است که در اين روش، از جملات مرتبه بالاتر براي فرمول بندي معادلات تنش – تغيير شکل استفاده شده و ماتريس سختي بر اساس فرمول بندي تغيير شکل هاي بزرگ تشکيل مي شود. پس از هر نوبت تکرار، ماتريس سختي اصلاح شده و معکوس آن تعيين خواهد شد. در اين روش براي حل دستگاه معادلات از روش نيوتن – رافسون استفاده مي گردد [3].

در روش ديگر ارائه شده توسط Karamchandani، رفتار عضو با تعدادي قطعات محدود، خطي سازي شده است. در اين روش در صورت لزوم براي برقراري تعادل مي توان مقادير بار و تغييرمکان را کاهش داد. بنابراين اعضا مي توانند به صورت الاستيک برگشت نموده و مسير تعادل را طي کنند. در اين روش نيز مانند روش هاي قبلي در هر قطعه، اصلاح و معکوس نمودن ماتريس سختي انجام مي شود [4].

در روشي ديگري که توسط Blandford ارائه شده است از قابليت هاي مدل پيشنهادي قبلي براي تحليل خرابي دکل هاي خرپاي فضايي تحت ترکيب بارهاي مختلف استفاده شده است [4].

در مطالعه اي ديگر توسط Blandford، قابليت هاي هر دو مدل غيرخطي مصالح و هندسه بسط داده شده است [4].

در روش پيشنهادي توسط Murtha Smith ارائه شده است نيازي به اصلاح ماتريس سختي نيست، بلکه به جاي آن، مجموعه اي از بارهاي مجازي طوري بر سازه اعمال مي شوند که متضمّن پيروي واکنش هر عضو از مدل غيرخطي مربوط باشد. اين بارهاي مجازي به ازاي هر مقدار بار وارده مستقيماً قابل محاسبه هستند. در اين روش چون معکوس ماتريس سختي اوليه، فقط يکبار محاسبه مي شود و در سراسر تحليل مورد استفاده قرار مي گيرد، از نظر محاسباتي روش کار آمدي است [4].

1-6- اثر سفت شدگي اتصالات بر صلبيّت شبکه دو لايه فضايي
بر اساس مطالعات انجام شده، مشخصات سيستم اتصالي و مکانيزم واقعي عملکرد اتصالات سازه هاي فضايي در پاسخ و رفتار کلي سازه بسيار مؤثر است. در سال 1982، Schmidt و همکاران [2] و در سال 1989، Fathelbab و Mc Connel [5] و همچنين در سال 1992، Murakami [6] ضمن مطالعات تحليلي و تجربي، بر نقش قابل توجه مشخصات سيستم اتصال بر رفتار سازه هاي فضايي تأکيد کردند.

در سال 1994، Kiti Pornchai و همکاران بر اساس مطالعات نظري انجام شده بر سازه هاي مشبک نتيجه گرفتند که لغزش پيچ ها ممکن است تأثيرات قابل ملاحظه اي بر ميزان خيز سازه هاي مشبک داشته باشد، اما بر مقاومت نهايي اين سازه ها اثر قابل توجهي ندارد [7].

در سال 1997، چناقلو ضمن بررسي تجربي و تحليلي اثر انعطاف پذيري يا نيمه صلبيّت اتصالات در رفتار سازه هاي فضايي، عدم قطعيّت هاي مرتبط با اتصالات و تأثيرات آن را بر عملکرد سازه فضايي مورد بحث قرار داد [8].

در سال 1999 مالک، نتايج آزمايش هايي با بارگذاري تک محوري و دو محوري بر پيونده هاي گوي سان نيامي ارائه داد که اطلاعات رفتاري جديدي در زمينه انعطاف پذيري اين نوع از پيونده ها در اختيار قرار داده است [9].

در سال 2000، Yamada و همکاران، ضمن مطالعه انتقال تنش ناشي از خمش در اجزاي اتصال سازه هاي فضايي دريافتند که صلبيّت خمشي و مقاومت اتصال تحت تأثير اندازه و ابعاد بخش انتهايي، پيچ و غلاف بوده و بر حسب نيروي محوري و لنگر خمشي نيز تغيير نمايند [10].

در سال 2002، واثقي و بيگي، نقش ميزان گيرداري در مقايسه با اتصالات مفصلي کامل، پيشنهادهايي را براي تعديل و اصلاح نتايج تحليل با در نظر گرفتن اين آثار ارائه کردند تا با نتايج آزمايش موردي گزارش شده توسط ساير محققان تطابق يابد [11].

در سال 2004، Fulop و Ivanyi با انجام آزمايش هايي بر يک سازه فضايي تا مرحله خرابي، اثر رفتار نيمه صلب اتصالات پيچي را در مورد نمونه آزمايش مزبور بررسي کردند[12] .

اتصالات در مقايسه با ديگر اجزاي تشکيل دهنده سازه، پيچيدگي هاي هندسي و مکانيکي بيشتري داشته است. بنابراين نبود قطعيّت ها در رفتار اتصالات به مراتب از ديگر المان هاي سازه اي قابل ملاحظه تر هستند. پيچيدگي هندسي، وجود خواص متفاوت براي مصالح مختلف به کار رفته در اتصال، وجود سطوح تماس و نبود پيوستگي ها، اثرات اندرکنش نيروها و لنگرها، رواداري ها در ساخت و نصب و خطاهاي انساني در حين ساخت و برپايي سازه مهم ترين دلايل نبود قطعيّت در رفتار اتصالات هستند. در سازه هاي فضايي، پيونده ها و اتصالات معرف منطق طرح و ساخت هستند و علاوه بر جنبه هاي تأثيرات سازه اي، بر عوامل مؤثر بر اقتصاد طرح و ساخت، ديدگاه هاي زيبا شناختي و جنبه هاي متنوع ديگري اثرات حائز اهميتي را در بر مي گيرند [3].

يکي از مهم ترين منابع و دلايل نبود قطعيّت در رفتار اتصالات در پيونده هاي گوي سان سازه هاي فضايي، ميزان سفت شدگي پيچ ها به شرحي است که توضيح داده خواهد شد. تفاوت در مقادير طول درگير پيچ ها با رزوه ها، نبود فضاي مناسب براي جاگيري ابزار براي سفت کردن بعضي از پيچ ها، اثرات ميزان سفت شدگي يک پيچ بر ميزان سفت شدگي پيچ هاي ديگر و خطاهاي انساني و رواداري هاي اجرايي از عواملي هستند که دست به دست هم داده، سبب مي شوند تا ميزان سفت شدگي واقعي پيچ ها در سازه هاي فضايي از کارگاه به کارگاه و حتي از گره سازه به گره ديگر متفاوت باشند. اصولاً در اتصال MERO به دليل ماهيّت اتصال و وجود پيچ ها و غلاف ها، نوع ناپيوستگي بين اجزاي اتصال، قطعي و اجتناب ناپذير بوده و به دليل وجود شکاف ها و پيش تنيدگي ها و نيز انتقال فشار به وسيله غلاف و انتقال کشش به وسيله پيچ، مکانيزم انتقال بار در اين نوع اتصال پيچيده است. چون ميزان سفت شدگي پيچ ها بر ميزان فاصله بين اجزاي اتصال يا ميزان تنش هاي تماسي ناشي از پيش تنيدگي اتصال مؤثر است و با توجه به آنکه در مرجع احتمال مؤثر بودن ميزان سفت شدگي پيچ ها بر رفتار اتصال و در نتيجه بر رفتار کلي سازه مطرح شده است، در مطالعات حاضر اين موضوع به روش آزمايشگاهي مورد بررسي قرار داده شده است. لازم به يادآوري است که در مرجع به طور مستقيم مطالعه اي در اين زمينه به عمل نيامده است. به طور کلي مطالعه اثرات ميزان سفت شدگي پيچ ها بر رفتار سازه هاي فضايي با سيستم اتصالي MERO که در کشور ما و در سطح جهاني، طي نيم قرن گذشته بيشترين کاربرد را داشته است، مي تواند با دو رويکرد متفاوت انجام گيرد:

– بررسي اتصالات ايزوله شده و منظور داشتن مشخصه هاي رفتاري اتصالات در مدل تحليلي سازه به منظور بررسي رفتار سازه ها.

– بررسي مستقيم اثرات رفتاري اتصالات بر سازه ها.

در رويکرد اول، اتصال به خودي خود تحت مطالعه قرار گرفته و با استفاده از آزمايش بر پيونده هاي مجزا، رفتار مجموعه پيونده و اتصال تحت تأثير ترکيبات متفاوت بارگذاري چند محوري مورد بررسي قرار مي گيرد و به دنبال آن مدل سازه با در نظر گرفتن مدل رفتاري پيونده ها تهيه و تحليل مي شود.

در رويکرد دوم که در اين تحقيق نيز مورد استفاده قرار گرفته است، رفتار سازه به طور مستقيم از راه آزمايش مورد مطالعه و تحقيق قرار مي گيرد.

چون از طرفي مطالعه اثرات ميزان سفت شدگي پيچ ها بر رفتار يک سازه موضوعي پيچيده است و انتظار نمي رود با استفاده از يک رويکرد فقط تئوريک به نتايج قابل اعتمادي بيانجامد و از طرفي ديگر مدل هاي با مقياس هاي کوچک از يک سازه فضايي نيز نمي توانند رفتار چنين سازه هايي را در موقعيت واقعي بهره برداري آن با دقت کافي ارائه کنند. بنابراين در اين تحقيق براي دستيابي به درکي دقيق تر از تأثير ميزان سفت شدگي پيچ ها بر صلبيّت سازه هاي فضايي، مجموع هاي از آزمايش ها بر شبکه دو لايه واقعي با پيونده هاي گوي سان MERO با ميزان سفت شدگي هاي متفاوت پيچ ها به عمل آمده است و به دنبال آن، اين نتايج تجربي با نتايج تحليل الاستيک اين گونه سازه ها به روش هاي متداول مقايسه شده است.

1-6-1- آزمايش شبکه هاي دو لايه
مطالعات تجربي مورد نظر بر مدل آزمايشي احداث شده به صورت شبکه دولايه با دهانه 10 x 10 متر در دو حالت هم بندي اعضاء (بافتار) انجام شده است. مطالعه تجربي مورد نظر بر دو مدل شبکه با ابعاد کلي يکسان انجام شده است که چهار تکيه گاه در چهار گوشه لايه پاييني دارند. فاصله مرکز به مرکز بين لايه هاي بالا و پايين يک متر است. بنابراين زواياي عضوهاي جان با افق 45 درجه بوده و فاصله مرکز تا مرکز پيونده ها در امتداد اعضاء جان برابر 141 سانتي متر است.

شبکه مدل (1) از 392 عضو شامل 84 عضو در لايه بالايي، 112 عضو در لايه زيرين و 196 عضو جان و نيز 113 پيونده گوي سان تشکيل شده است. ابعاد کلي شبکه مدل (2) مانند مدل (1) است، اما اين شبکه با حذف 4 گره در لايه زيرين که منجر به حذف 16 عضو جان و 16 عضو لايه زيرين شده ايجاد شده است. بنابراين مدل (2) از 360 عضو، شامل 84 عضو در لايه بالايي، 96 عضو در لايه زيرين و 180 عضو جان و 109 پيونده گوي سان تشکيل شده است.

لازم به يادآوري است که همزمان با انجام مطالعات حاضر، دو مطالعه ديگر نيز بر همين مدل هاي آزمايش در جريان بوده است. در يکي از اين مطالعات هدف از مطالعه تجربي بررسي اثر ميزان سفت شدگي پيچ هاي اتصال بر خواص ميرايي سازه و در مطالعه ديگر، ميزان سفت شدگي يکسان براي همه اتصالات در نظر گرفته شده و تعداد تکيه گاه ها در پيرامون سازه متفاوت اختيار شده اند و اثر ترکيبي شرايط تکيه گاهي و ميزان سفت شدگي پيونده ها مورد بررسي تجربي قرار داده شده است.

1-6-2- شرح آزمايش
شبکه هاي مدل (1) و (2) هر يک تحت تأثير بار متمرکز وارده بر گره بالايي مياني قرار داده شده و بار وارده به تدريج افزوده شده و در هر مرحله تغييرمکان 12 گره زيرين اندازه گيري و ثبت شده است. با توجه به هندسه کاملاً متقارن شبکه ها، با مراجعه به شکل (2-3) انتظار مي رود که در حالت ايده آل تغييرمکان گره هاي گروه (الف) شامل گره هاي 1، 6، 7 و 12 و همچنين گروه (ب) شامل گره هاي 2، 5، 8 و 11 و بالاخره گروه (ج) شامل گره هاي 3، 4، 9 و 10 يکسان باشند. اما با توجه به منابع گوناگون نبود قطعيّت که در مشخصات فني و ابعاد هندسي و نيز خطاهاي اجرا و اندازه گيري وجود دارد، مقادير تغييرمکان ثبت شده به طور دقيق يکسان نخواهند بود. در اين آزمايش ها براي بالا بردن دقت نتايج، ضمن مقايسه مقادير اندازه گيري شده و کنترل ميزان دقت اندازه گيري ها، از مقادير تغييرمکان هاي گره هاي متقارن ذکر شده ضمن بررسي تطابق قابل قبول آنها ميانگين گيري به عمل آمده است. در ارائه نتايج ميانگين حاصل از آزمايش ها، نمودارهاي نيرو – تغييرمکان گروه گره هاي الف، ب و ج به طور جداگانه ترسيم شده و مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته است. در ضمن براي افزايش دقت آزمايش، لازم به ذکر است که قبل از بارگذاري اصلي و ثبت نتايج آن چند مرحله بارگذاري و باربرداري با اعمال بارهاي به نسبت کوچک انجام شده است تا سازه به طور کامل روي تکيه گاه ها استقرار يافته و جابه جايي هاي ناشي از خطاهاي مجموعه آزمايش حذف شوند. بارگذاري اصلي نيز در دو مرحله اعمال شده است تا نتايج در دو مرحله برداشت شده و ميانگين نتايج که در اغلب موارد با يکديگر

پایان نامه
Previous Entries منبع پایان نامه ارشد با موضوع پردازش اطلاعات، دانشگاه تهران، سرعت پردازش Next Entries منبع پایان نامه ارشد با موضوع طرح و ساخت