مدل‌سازي عددي تيرهاي فولادي تقويت‌شده با نوارهاي CFRP تحت بارگذاري خستگي

تحليل اجزاي سازه‌اي تحت بارگذاري خستگي به علت پيچيدگي رفتار تحت اين نوع از بارگذاري يكي از چالش‌ برانگيزترين مسائل در حوزه مهندسي عمران و سازه است. براي يافتن عمر خستگي يك عضو سازه‌اي بايد از آزمايش‌هاي زمان‌بر و هزينه‌بر استفاده ‌شود و اين در حالي ‌است كه داده‌هاي بدست آمده داراي پراكندگي زيادي هستند و براي شرايط متفاوت قابل‌ استفاده نيستند. بنابراين ارايه‌ي يك مدل براي شبيه‌سازي شرايط خستگي ضمن كاهش هزينه‌هاي انجام آزمايش و صرفه‌جويي در زمان، مي‌تواند يك راه‌حل جامع و نظام‌مند را براي شرايط گوناگون ارايه كند. بر اين اساس، در پزوهش پيش رو، با بهره‌گيري از يافته‌هاي يك پژوهش آزمايشگاهي موجود، رفتار تيرهاي فولادي تقويت‌نشده و تقويت‌شده تحت بارگذاري خستگي، با شبيه‌سازي در يك مدل عددي مورد بررسي قرار گرفته است. در اين مطالعه، يازده تير فولادي با بال كششي بريده شده (نيمرخ W5×10 از جنس فولاد A36) تقويت‌نشده و تقويت‌شده با نوارهاي CFRP، در نرم‌افزار اجزاي محدود مدل‌سازي شدند و در بازه‌هاي تنش 207 تا 379 مگاپاسكال با فركانس 5 تا 10 هرتز تحت بارگذاري خستگي قرار گرفتند. نتيجه ها حاصل از مدل‌سازي عددي با نتيجه ها پژوهش آزمايشگاهي پيشين مقايسه و رابطه‌هايي جهت تخمين عمر خستگي نمونه‌هاي تقويت‌نشده و تقويت‌شده ارايه شد. روند افت سختي نسبي نمونه‌ها در مدل عددي نيز مورد بررسي قرار گرفت. نتيجه ها حاصل از درست آزمايي نشان داد كه مدل عددي و رابطه‌هاي استخراج‌شده از دقت مناسبي برخوردار هستند.