تعریف پارامترهای مدل خسارت پلاستیک بتن
چکیده
رفتار تیرهای بتنی مسلح با استفاده از مدل های خسارت الاستیک یا قوانین اساسی الاستیک پلاستیک به تنهایی مدل نخواهد شد. هنگامی که این دو مدل همراه یکدیگر استفاده شوند، رفتار بار-تغییرمکانی بتن مسلح از طریق مدل سازی عددی قابل مشاهده می باشد. بنابراین، استفاده از روش آسیب پذیری پلاستیک بتن در مدل سازی المان محدود می تواند تحقیقات را به نتایج عددی مناسبی در مقایسه با نتایج آزمایشهای تجربی هدایت کند. به منظور تعیین مدل خسارت مصالح بتنی، برخی تست های آزمایشگاهی مورد نیاز است. این مقاله یک معادله برای پارامترهای خسارت برای دست یافتن به رفتار بتن در خسارت ارائه می دهد. علاوه بر این، استراتژی های مدل سازی توسط چک کردن مدل حساسیت سنجی در برابر چگالی مش، زاویه اتساع و انرژی شکست بتن توسعه می یابند. مدل های المان محدود بر اساس سه تست تجربی مختلف صحت سنجی می شوند. در این مطالعه برای مدل نمودن تیر بتن مسلح با رویکرد خسارت پلاستیک بتن از نرم افزار اجزاء محدود آباکوس استفاده شده است. این مطالعه نشان می دهد که تفاوت بین نتایج مدل های عددی و تست های آزمایشگاهی در محدوده قابل قبول است.
1. مقدمه
مدل کردن رفتار ساختاری بتن بواسطه استفاده از مدل خسارت الاستیک یا قوانین الاستیک پلاستیک بسیار دشوار است. در مدل خسارت الاستیک کرنشهای برگشت ناپذیر قابل مدلسازی نیستند. در شکل 1 (ب) دیده می شود که تنش صفر متناسب با کرنش صفر است که باعث می شود خسارت دست بالا محاسبه شود. از سوی دیگر وقتی رابطه الاستیک پلاستیک استفاده شود، از آنجایی که منحنی بار برداری از شیب الاستیک پیروی می کند، کرنش دست بالا تخمین زده میشود (شکل 1 (ج)). مدل خسارت پلاستیک بتن (CDP) که ترکیبی از این دو روش است، می تواند رفتار ساختاری باربرداری تجربی را مدل کند (شکل 1 (الف)) (جیسون و همکاران، 2004).
6. نتیجه گیری
سه آزمایش تجربی مختلف توسط استراتژیهای مدل سازی که در بخشهای قبلی تشریح شد، صحت سنجی شده اند. نتایج نشان می دهد که روند بارگذاری و بزرگای کل محدوده بارگذاری تجربی مشاهده شده، برای تیرهای بتن مسلح را می توان با به کارگیری رویکرد مدل سازی CDP مدلسازی نمود. اساسا چگالی مش، زاویه اتساع و انرژی شکست بتن برای توسعه استراتژیهای مدل سازی کالیبره می شود. واضح است که اگر خواص مصالح و اطلاعات هندسی آزمایش واقعی با جزییات در دست باشد، مدل های عددی نتایج بهتری نسبت به مدلهایی که این اطلاعات را ندارند ارائه میکند. همچنین در این مطالعه ثابت می شود که پارامترهای خسارت برای رفتار فشاری با معادله ارائه شده نتایج رضایت بخشی را به دست می دهد. اما به منظور تحقیقات بیشتر، این معادله را می توان با نتایج آزمایشهای واقعی بهبود بخشید.
Abstract
Behavior of reinforced concrete beam cannot be captured by elastic damage models or elastic-plastic constitutive laws only. When these two models coupled, load deflection behavior of reinforced concrete can be observed through numerical modeling. Thus, using concrete damage plasticity approach in finite element modeling can lead researches for sufficient numerical results when compared to experimental tests. In order to determine the material damage model of concrete, some laboratory tests are required. This paper offers an equation for damage parameter to capture damage behavior. In addition, modeling strategies are developed by checking the model sensitivity against mesh density, dilation angle and fracture energy of concrete. Finite element models are verified by three different experimental tests. In this study ABAQUS finite element software is employed to model reinforced concrete beam with concrete damage plasticity approach. This study shows that difference between the results from numerical models and experimental tests are in acceptable range.
1. Introduction
Constitutive behavior of concrete is very difficult to capture by using elastic damage models or elastic plastic laws. In elastic damage model irreversible strains cannot be captured. It can be seen in Fig. 1(b) that a zero stress corresponds to a zero strain which makes damage value to be overestimated. On the other hand when elastic plastic relation is adopted the strain will be overestimated since the unloading curve will follow the elastic slope (Fig. 1(c)). Concrete Damage Plasticity (CDP) model which combines these two approaches can capture the constitutive behavior of experimental unloading (Fig. 1(a)) (Jason et al., 2004).
6. Conclusions
Three different experimental tests are verified by using modeling strategies explained in the previous sections. Results show that experimentally observed loading trends and magnitudes for entire loading range of RC beams can be captured by employing CDP modeling approach. Basically mesh density, dilation angle and concrete fracture energy are calibrated to develop modeling strategies. It is obvious that if material properties and geometrical information about real test are given in detail then numerical models give better results than those with missing information. Also this study proves that defining damage parameters for compression behavior with proposed equation gives satisfactory results. But this equation can be improved with real test results for further investigations.
چکیده
1. مقدمه
2. رفتارهای ساختاری مصالح
2.1. مدل بتنی
2.2. رفتار تنش تک محوره فولاد
3. آزمایشهای صحت سنجی
4. مدل سازی المان محدود
5. نتایج و بحث
5.1. آزمایش موردی 1 (آردوینی و همکاران، 1997)
5.2. آزمایش موردی 2 (بنجدو و همکاران، 2007)
5.3. آزمایش موردی 3 (شریف و همکاران، 1994)
6. نتیجه گیری
ABSTRACT
1. Introduction
2. Material Constitutive Behaviors
2.1. Concrete model
2.2. Uniaxial tension behavior of steel
3. Verification Test Group
4. Finite Element Modeling
5. Results and Discussions
5.1. Test Case 1 (Arduini et al., 1997)
5.2. Test Case 2 (Benjeddou et al., 2007)
5.3. Test Case 3 (Sharif et al., 1994)
6. Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه