بررسي روش آناليز ديناميكي با رويكرد صريح در بارگذاريهاي شديد (مطالعه موردي بر روي سه نمونه دال بتني)

Numerical Assessment of Explicit Dynamic Analysis of Structures in Severe Loading (Case Study of Three Concrete Slabs)

در مقاله حاضر ميزان دقت الگوريتم ديناميكي صريح (Explicit) براي تحليل سازه‌ها در برابر بارهاي شديد (Severe Loading) مورد ارزيابي قرار گرفته است. در اين ارزيابي، سه نمونه دال بتني به ابعاد 30×750×750 ، 40×1000×1000 و 50×1250×1250 ميليمتر در برنامه اجزاي محدود ANSYS LS-DYNA تحت دو نوع بارگذاري انفجاري با فواصل مقياس شده 518/0 و m/kg1/3 591/0 قرار داده شده، ميزان دقت تحليل ديناميكي با نتايج آزمايشهاي انجام شده به صورت كمّي و كيفي مقايسه و بحث شده است. از بين موارد تاثيرگذار بر نتيجه تحليل، اندازه المان به عنوان متغير، ملحوظ و تابع ميزان خطاي تحليل بر اساس فاصله مقياس شده و اندازه دال به دست آورده شده است. نتايج تحليل‌ها نشان داد كه مقدار تغيير شكل حداكثر، شعاع ناحيه خردشدگي بتن و حجم تركها در دال‌هاي بزرگتر نسبت به دال‌هاي كوچكتر در فاصله مقياس شده مساوي، بيشتر است و نتايج مدلسازي عددي براي تغيير مكان حداكثر و شعاع خردشدگي بتن براي همه دال‌ها بيشتر از نتايج حاصل از آزمايشهاست. همچنين، مدل عددي در نظر گرفته شده با تحليل ديناميكي غيردرگير براي انفجار با فاصله مقياس شده بيشتر (بار انفجار كمتر) از دقت بيشتري برخوردار است.

In the present study the accuracy of the explicit dynamic approach for analysis of structures under severe loading is evaluated. Accordingly, three concrete slabs with dimensions of 750×750×30, 1000×1000×40, and 1250×1250×50 cubic millimeters are modeled in ANSYS LS-DYNA under two different explosion loading at two scaled distances of 0.518 and 0.591 m/kg1/3 and the accuracy of the results are compared with full scale tests both qualitatively and quantitatively. Amongst influencing parameters, the element size was considered and the function of analysis error was restored in terms of scaled distance and slab size. The results show that the maximum deformation, wreck radius and volume are larger for larger slabs at equal scaled distance. Furthermore, the numerical results are slightly larger than full scale tests for maximum deformation and wreck radius for all slabs and numerical results of uncoupled dynamic analysis are more accurate at larger scaled distances in equal explosion load.