تحليل توزيع تنش و پيش‌بيني شكست در اتصال دوبل به روش عناصر محدود

در اين بررسي نحوه توزيع تنش، تمركز تنش و پيش‌بيني محلهاي شكست در اتصال دوبل، مقاومت‌كششي و گشتاورخمشي مورد مطالعه قرار گرفت. اثر قطر دوبل در سه مقدار 6 ، 8 و10 ميليمتر، نوع گونه چوبي راش، توسكا و نويل بر مقاومت‌كششي و گشتاورخمشي بررسي شده است. براي ساخت اتصالات T شكل ابعاد عضوها در اتصال مورد بررسي 5/2×5×5 سانتي‌متر بوده است. فاصله بين دوبل‌ها 2 سانتي‌متر بوده است. نوع گونه چوبي دوبل مورد استفاده در اين تحقيق از جنس ممرز بوده كه دوبل متداول در بازار است. چسب مورد استفاده به‌عنوان ماده كمكي نيز در اتصال دوبل چسب پلي وينيل استات مي‌باشد. از تركيب عوامل متغير فوق 9 تركيب عوامل بوجود آمده كه با توجه به 4 تكرار جمعاً 36 نمونه T شكل ساخته و مقاومت‌كششي و گشتاورخمشي بوسيله ماشين آزمون مكانيكي اندازه‌گيري شد. براي اعمال نيروهاي مورد نظر براي بررسي مقاومت‌هاي مزبور از سرعت بارگذاري معادل با 25/1 ميلي‌متر بر دقيقه استفاده شد. براي بررسي توزيع تنش و تمركز تنش در اتصال‌ها از روش عناصر محدود و نرم‌افزار ANSYS استفاده شده است. با توجه به نتايج حاصل از شبيه‌سازي اِلماني از اتصال كه تنش حداكثر را تحمل مي‌كند با اِلماني كه در اتصال واقعي دچار شكست مي‌شوند مطابق است. بنابراين توزيع تنش در قسمت مياني دوبل در اعمال گشتاورخمشي حداكثر است و تنش در اتصالات دوبل در نقاطي كه شكست ايجاد شده متمركز است. توزيع تنش در اتصالات دوبل در زمان اعمال بار كششي در قسمت‌هاي فوقاني دوبل حداكثر بوده و ميزان تنش در حوالي حفره دوبل حداكثر است؛ به طور كلي شكست در حالت تجربي در اتصال دوبل بيشتر در عضوهاي اتصال رخ مي‌دهد تا دوبل.

In this study, distribution pattern and tension concentration as well as failure prediction in dowel joint were analyzed. The effect of dowel diameter (6, 8, 10 mm) and wood type (Beech, Alder and white spruce) on tension resistance and bending moment were examined. The dimensions for making T-form joints were 5×5×2/5 cm. Wooden dowel used in this research was carpinus betulus which accounts as the common dowel in market. Also, PVA was used in Joints. A total of 36Tshape samples comprising 9 combinations of the above factors in 4 replications were made. Tension resistance and bending moment were measured by mechanical test machine. For exertion strength due to analyzing the resistance loading speed equal to 1.25 mm/min were applied. Also, to analyze distribution pattern and tension concentration in affected joints, finite element method and ANSYS Software were used. According to the results of the simulation modeling, joint which endured the maximum tension complied with the real joints. Distribution of tension in the middle of the bending moment depth was greatest and tension in dowel joints was concentrated in impaired points.