عنوان مقاله :
حل نيمه تحليلي تير بتني خودترميم در چارچوب مكانيك محيط پيوسته آسيب-ترميم
عنوان به زبان ديگر :
A semi-analytic modeling of self-healing concrete beam in the framework of continuum damage-healing mechanic
پديد آورندگان :
كاظمي، امين دانشگاه تهران - دانشكده مهندسي مكانيك , باغاني، مصطفي دانشگاه تهران - دانشكده مهندسي مكانيك , شهسواري، حميد دانشگاه صنعتي شريف - دانشكده مهندسي مكانيك
كليدواژه :
مكانيك محيط پيوسته آسيب - ترميم , بتن خود ترميم , مدل الاستيك آسيب - ترميم , تير بتني , انرژي پتانسيل گيبس
چكيده فارسي :
دراين مقاله مدلسازي نيمهتحليلي براي پيشبيني رفتار تيربتني خودترميم ارائه شده است. دراين راستا يك مدل ساختاري براي پيشبيني رفتارموادخودترميم استفاده شده است. رشد متغيرهاي آسيب و ترميم به عنوان متغيرهاي داخلي به دست آمده و سطوح آسيب و ترميم كششي و فشاري براي تشخيص رفتار آسيب و ترميم از رفتارالاستيك، معرفي شده است. صحتسنجي پاسخ با حل يك مثال براي تيرتحت بارگذاري گسترده انجام شده است. نتايج بدست آمده نشان دادند كه براي هندسه بيان شده تيربتني خودترميم 21٪ ازتير بتني ساده باربيشتري را تحمل ميكند، همچنين خيزتير خودترميم تابارگذاري نهايي 27٪ بزرگتراز بارگذاري نهايي تير بتني ساده ميباشد.
چكيده لاتين :
Self-healing materials are a class of smart materials that have a structurally capability to
recover damage caused by environmental stimuli over time. In this paper, a semi-analytic
modeling is presented for predicting the mechanical behavior of a self-healing concrete beam.
Along this purpose, a continuum damage-healing constitutive model is used to investigate the
effect of damage and healing in stress field of concrete pressure vessels. This model use stress
spectral decomposition method to model the different behavior of concrete in tensile and
compressive loadings. Also, Clausius-Duhem inequality and the thermodynamics of
irreversible processes are considered and conjugate forces of damage and healing are derived
for a concrete thick-walled cylinder. Gibbs potential energy is divided into three parts; elastic
energy, damage energy and healing energy. In this regard, the model introduce damage and
healing surfaces to detect damage and healing behaviors from elastic one.
Then, two linear isotropic hardening functions are used in these surfaces for evolving of
damage and healing variables. The verification of the solution is shown by solving an
example for a simply supported beam having uniformly distributed the load. Finally, a result
of a self-healing concrete beam is compared to elastic one to demonstrate the capability of the
proposed analytical method in simulating concrete beam behavior. The results show that for
the specific geometry, the self-healing concrete beam has 21% more weight tolerate, and the
deflection of the entire beam up to failure load is about 27% larger than elastic solution under
ultimate elastic load.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك ايران