وزارت علوم ، تحقیقات و فناوری

موسسه آموزش عالی غیر انتفاعی آبا

گروه عمران

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته عمران(M.Sc)

 

گرایش : سازه

عنوان : محاسبه کاهش سختی خمشی تکیه گاهها در تیرها به روش معکوس با داده های ارتعاش آزاد در حضور یک سیستم یک درجه آزادی آزمون

استاد راهنما :

دکتر مهدی شاهرخی

استاد مشاور :

مسعود شفیعی

بهمن1392

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
چکیده
 
در این پژوهش کاهش سختی خمشی تکیه گاه‌های سیستم حاصل از ترکیب تیر با فرمول بندی تیر اولر برنولی و سیستم یک درجه آزادی جرم و فنر بصورت تحلیلی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. سیستم جرم و فنر دارای مشخصات فیزیکی معلوم و محل قرار گیری معلوم می باشد . ابتدامسئله ارتعاش آزاد برای تیر بدون در نظر گرفتن جرم وفنر مورد مطالعه قرار گرفته و شکل مدهای ارتعاش به دست آمدند و برای حل کل سیستم از روش‌های کلاسیک تئوری ارتعاشات بهره گیری شده می باشد.باتوجه به معادلات نهایی حاصل(که در آن فرکانس طبیعی وسختی تکیه گاه‌ها وجود دارند) با داشتن فرکانس‌ها و با پیگیری حل معکوس مسئله پارامتر سختی خمشی تکیه گاه محاسبه می گردد.حل نهایی بدست آمده با بهره گیری از روش اجزإ محدود صحت سنجی شده می باشد.مقایسه نتایج روش پیشنهادی و روش اجزإ محدودتطابق بسیار مناسبی را نشان می‌دهند.پس از حل به روش اجزاء محدود با بهره گیری از فرکانس‌های بدست آمده از روش اجزإ محدود حل معکوس پیگیری شده می باشد.
 
 
کلید واژه‌ها : ارتعاش آزاد ، کاهش سختی تکیه‌گاه، سیستم دو درجه آزادی ، تیر اولربرنولی، حل معکوس.
 
 
 
 
فهرست مطالب
 
 
فصل 1-  مقدمه 1
1-1- پیشگفتار 2
1-2- تاریخچه مطالعات 4
فصل 2- حل مستقیم 7
2-1- معادلات ارتعاش تیر اویلر- برنولی 8
2-1-1- بحث و مطالعه درستی روابط ارایه شده 13
2-1-2- آزمون همگرایی در مدلهای عددی 13
2-2- معادلات ارتعاش برای سازه دو درجه ازادی 22
2-2-1- روش سه قطری در زیر سازه های سری]40و3[ 23
2-2-2- تعیین جرم و سختی تیر 29
2-2-3-      مطالعه درستی روابط ارایه شده سیستم دو درجه آزادی 30
فصل 3- حل معکوس سازه 43
3-1- پیشگفتار 44
3-2- روش حل 44
فصل 4- نتیجه‌گیری و راهکارهای قابل انجام در ادامه تحقیقات 48
4-1- پیشنهادات برای ادامه‌ی تحقیقات در حوزه‌ی شناسایی مشخصات سیستم‌ها 49
 
 
فهرست شکلها
 
 
شکل ‏2‑1 تیر ساده با دو فنر پیچشی در دو انتها 10
شکل ‏2‑2 شکل مودهای 1و2 برای نسبتهای مختلف طول به ارتفاع  ( )،  ( )،     ( ) ،  ( ) 16
شکل ‏2‑3 شکل مودهای 1و2 برای نسبتهای مختلف طول به ارتفاع  ( )،  ( )،     ( ) ،  ( ) 19
شکل ‏2‑4 شکل مودهای 1و2 برای نسبتهای مختلف طول به ارتفاع  ( )،  ( )،     ( ) ،  ( ) 22
شکل ‏2‑5سازه کلی متشکل از دو سیستم یک درجه آزادی 23
شکل ‏2‑6 سازه هم ارز بصورت دو جرم و فنر متصل بصورت سری 24
شکل ‏2‑7 زیر سازه های سری 25
شکل ‏2‑8سیستم دو درجه آزادی الف : تیر با جرم و سختی و  در مورد دلخواه ب : سیستم جرم و فنر با جرم و سختی و 28
 
 
فهرست جداول
 
 
جدول ‏2‑1 مقایسه فرکانس‌های طبیعی مدل‌های تحلیلی تیر ساده اولر برنولی با مدل‌های اجزا محدود برای نسبت‌های مختلف طول به ارتفاع 15
جدول ‏2‑2 مقایسه فرکانس‌های طبیعی مدل‌های تحلیلی تیر با یک سر مفصل و یک سر با سختی EI با فرمول بندی اولر برنولی با مدل‌های اجزا محدود برای نسبت‌های مختلف طول به ارتفاع 18
جدول ‏2‑3 مقایسه فرکانس‌های طبیعی مدل‌های تحلیلی دو سر با سختی EI با فرمول بندی اولر برنولی با مدل‌های اجزا محدود برای نسبت‌های مختلف طول به ارتفاع 21
جدول ‏2‑4 مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع 20و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.6) 33
جدول ‏2‑5 مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع 40و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.6) 33
جدول ‏2‑6 مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع 100و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.6) 34
جدول ‏2‑7 مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع 20و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.2) 34
جدول ‏2‑8 مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع 40و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.2) 35
جدول ‏2‑9 مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع 100و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.2) 35
جدول ‏2‑10 مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =0 ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع 20و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.6) 37
جدول ‏2‑11 مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =0 ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع 40و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.6) 37
جدول ‏2‑12 مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =0 ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع 100و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.6) 38
جدول ‏2‑13 مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =0 ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع 20و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.2) 38
جدول ‏2‑14 مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =0 ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع 40و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.2) 39
جدول ‏2‑15 مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =0 ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع 100و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.2) 39
جدول ‏2‑16 مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =EI ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع 20و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.6) 41
جدول ‏2‑17 مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =EI ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع 40و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.6) 41
جدول ‏2‑18 مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =EI ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع 100و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.6) 42
جدول ‏2‑19 مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =EI ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع 20و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.2) 42
جدول ‏2‑20 مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =EI ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع 40و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.2) 43
جدول ‏2‑21 مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =EI ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع 100و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.2) 43
جدول ‏3‑1 ترکیب های انتخاب شده برای حل معکوس 47
جدول ‏3‑2 نتایج حل معکوس برای ترکیب های انتخابی(جدول ‏3‑1) 48
 
 

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه ارشد: مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی

فصل 1-          مقدمه

 
 

1-1-                        پیشگفتار

 
یافتن محل و اندازه آسیب یا حصول اطمینان از سالم بودن اعضا در سازه‌ها یکی از مسائل مورد بحث در مطالعه سازه‌ها می باشد. بعضی سازه‌ها (برای مثال پل‌ها) به واسطه اهمیتی که دارند لازم می باشد به صورت مداوم کنترل شوند. گسترش آسیب و در نتیجه آن خارج شدن آن‌ها از خدمت رسانی می‌تواند تبعات جبران ناپذیری داشته باشد. در هنگام زلزله، خرابی این گونه سازه‌ها، خسارت جانی سنگینی را به علت تأخیر در کمک رسانی، که می‌توانست از طریق آن‌ها صورت گیرد، به جامعه تحمیل می کند. برای رسیدن به پاسخ‌های مناسب در این‌باره، راهکارهای مختلفی ارائه شده می باشد. در حال حاضر بهره گیری از آزمایش‌های غیر مخربی نظیر اشعه x یا بهره گیری از امواج فراصوت متداول‌ترین روش برای دستیابی به این مهم می باشد. این روش‌ها، به خصوص در اجزای طویل، وقت‌گیر و پر هزینه‌اند. تشخیص آسیب به کمک اندازه‌گیری خصوصیات دینامیکی می‌تواند در این سازه‌ها مزایای زیادی داشته باشد. [1] این مسئله در سازه‌هایی که به همه نقاطشان دسترسی وجود ندارد پر رنگ‌تر می گردد. رسیدن به حل تحلیلی کاربردی در این زمینه می‌تواند مسئله یافتن محل و اندازه آسیب را ساده‌تر و کم هزینه‌تر کند.
پایش سلامت سازه‌ها[1] در سال‌های اخیر، به یکی از زمینه‌های مهم تحقیقات در جامعه‌ی مهندسی عمران تبدیل شده می باشد تا آنجا که صدها محقق و پژوهشگاه[2] از سراسر جهان کوشش می‌کنند تا تکنیک‌های نوینی در زمینه‌ی ردیابی خسارت با اندازه‌گیری پاسخ سیستم و الگوریتم‌های پیچیده ابداع کنند، در نتیجه مجلات[3] بسیاری به گونه انحصاری به این موضوع اختصاص پیدا کرده‌اند. مسئله‌ی اصلی در پایش سلامت سازه‌ها، یافتن و ردیابی خسارت در سازه‌ها قبل از اینکه خرابی به حد بحرانی برسد، می باشد که در نتیجه‌ی آن عمر مفید سازه افزایش می‌یابد.مقصود از خسارت، هرگونه تغییر در خصوصیات مواد و هندسیِ شرایط مرزی و یا پیوستگیِ سازه‌هاست.اما جامعه‌ی مهندسین تا کنون نتوانسته بدون بهره گیری از تجهیزات بازبینی عینی، بهیک روش ارزان، قابل اجرا، موثر و به صورت تمام وقت برای کنترل و بازرسی سازه‌هایی که دچار خستگی، خوردگی و یا خسارت ناشی از پدیده‌های طبیعیشده‌اند، دست یابد و هنوز در مراحل ابتدایی این زمینه به سر می‌برد. تا کنون بودجه‌های کلانی برای بازرسی‌های عینی سازه‌ها صرف می گردد که اغلب نیازمند جابجاییبعضی از اجزای غیر سازه‌ای می باشد. با گسترش زیرساخت‌ها، نیاز به روش‌های پیچیده‌تر برای کاهش هزینه‌ها، افزایش قابلیت اطمینان و افزایش سرعت بازرسی سازه‌های مهم بیش از گذشته احساس می گردد.
 
هنگامی که سازه در معرض خستگی قرار می‌گیرد یا بارهای غیر معمول به آن وارد می گردد ممکن می باشد در آن آسیب‌هایی ایجاد گردد. این آسیب‌ها در خصوصیات سازه (مانند سختی و میرایی) تغییر ایجاد می‌کنند. نتیجه این تغییر، تغییر در خصوصیات دینامیکی(فرکانس‌های طبیعی و شکل‌های مودی) سازه می باشد[5].
 
ایجاد خرابی‌های ناگهانی در سازه‌ها محققین را به سمت پژوهش روی دینامیک سازه‌های آسیب دیده سوق داد. از این رو دینامیک سازه‌های آسیب دیده طی سه دهه اخیر موضوع پژوهش بسیاری از محققان بسیاری بوده می باشد. رویکرد مشترک این تحقیقات بهره گیری از مدل‌های عددی و تحلیلی و اندازه‌گیری فرکانس به عنوان شاخص آسیب می باشد[6]. روش کلی ردیابی خرابی در سازه‌ها، استخراج خصوصیت‌های هدفمند و معنی‌دار از داده‌های اندازه‌گیری شده می باشد.
[1]– Structural health monitoring
[2]– از مراکز و مجامع معتبر بین‌المللی در این زمینه می‌توان به موردها زیر تصریح نمود:
Ben Franklin Center of Excellence in Structural Health Monitoring
Laboratory for Intelligent Structural Technology (LIST) at the University of Michigan
The International Society for Structural Health Monitoring of Intelligent Infrastructure (ISHMII)
Los Alamos National Laboratory: Structural Health Monitoring
Ohio State University: The Intelligent Structures and Systems Laboratory
Stanford University: Sensing, Monitoring, Control and Intelligent Structures
[3]– مجلاتی مانند:
Journal of Structural Health Monitoring (sagepub)
Structural Durability & Health Monitoring (techscience)
Structural Control and Health Monitoring (John Wiley & Sons, Ltd.)
Journal of Civil Structural Health Monitoring (CSHM)
تعداد صفحه : 66
قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :        ****       [email protected]

دسته‌ها: عمران