ارائه روش بهینه در مدلسازی عددی مهاربندهای کمانش تاب

عبدالغفور خادم‌الرسول¹ حیدر مسگراصل² سینا فراهانی³

1) دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران و معماری، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
2) دانش آموخته کارشناس ارشد مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران و معماری، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
3) استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران و معماری، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

کد IOI مقاله : ABFG-ACAAZH
محل انتشار : دوازدهمین کنگره سالانه بین المللی عمران، معماری، هنر و توسعه شهری(12icsau.ir)
چکیده :
    زلزله به عنوان یکی از مخرب‌ترین بلایای طبیعی، انرژی لرزه‌ای عظیمی را به سازه‌ها تحمیل می‌کند که یکی از مؤثرترین راهکارها برای مقابله با این نیروها و استهلاک انرژی، بهره‌گیری از سیستم‌های مهاربند کمانش‌تاب است. شناخت دقیق ماهیت عملکرد و ظرفیت استهلاک انرژی در مهاربندهای کمانش‌تاب، نیازمند مطالعه و بررسی دقیق رفتار چرخه‌ای این اعضا است. با این حال، استفاده از المان‌های جامد برای شبیه‌سازی عددی این اعضا، به دلیل پیچیدگی‌های هندسی، تعریف اندرکنش‌های تماسی و نیاز به اعمال مش بندی، با چالش‌هایی نظیر هزینه محاسباتی بسیار بالا و خطاهای همگرایی مواجه است. هدف از این پژوهش، ارائه روشی نوین و کارآمد برای شبیه‌سازی عددی مهاربندهای کمانش‌تاب با استفاده از رویکرد ساده‌سازی مقطع در نرم‌افزار آباکوس می‌باشد. در روش پیشنهادی، به جای شبیه‌سازی فیزیکی اجزای غلاف و هسته، از المان‌های خطی سیمی و ابزارهای کانکتور محوری به صورت سری استفاده شده است تا رفتار هیسترزیس مهاربند به صورت تحلیلی بازتولید گردد. مقایسه نتایج حاصل از تحلیل بارگذاری چرخه‌ای نشان می‌دهد که مدل ساده‌سازی شده با وجود حذف جزئیات فیزیکی غیرضروری، در تخمین ظرفیت مقاومت نهایی و میزان انرژی مستهلک‌شده تطابق قابل قبولی با نتایج آزمایشگاهی و مدل‌های پیچیده سه بعدی مبتنی بر المان‌های جامد دارد. افزون بر این، ارزیابی هزینه محاسباتی اثبات کرد که با به‌کارگیری رویکرد پیشنهادی، زمان پردازش نسبت به مدل‌سازی با المان‌های جامد بیش از ۹۳ درصد بهینه‌سازی و کاهش یافته است. این دستاورد، روش ساده‌سازی شده را به ابزاری بهینه و قدرتمند برای تسریع تحلیل‌های دینامیکی تاریخچه زمانی در مدل های ترکیبی بزرگ‌مقیاس تبدیل می‌کند.

کلمات کلیدی : مهاربند ساده سازی آباکوس