کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5015214 1463727 2017 13 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A multiscale approach for modeling fatigue crack growth in concrete
ترجمه فارسی عنوان
یک رویکرد چند منظوره برای مدل‌سازی رشد ترک خستگی
کلمات کلیدی
ضریب شدت تنش، ناحیه پل‌زنی، ریزترک، رشد ترک خستگی، تحلیل ابعادی
فهرست مطالب مقاله
چکیده

کلمات کلیدی

1. مقدمه

2. تعیین ضریب شدت تنش اصلاح‌شده 

شکل 1. شکل هندسی نمونه تیر خمشی سه نقطه

2.1 جابه‌جایی دهانه ترک در مقیاس ماکرو

شکل 2: بازنمایی سازوکارها در مقیاس‌های متفاوت

2.2. جابه‌جایی دهانه ترک در مقیاس میکرو

شکل 3. تغییرات مقدارویژه برحسب زاویه ریزترک

شکل 4. تغییرات مقدار ثابت   برحسب زاویه ریزترک

2.2 عبارت مربوط به SIF اصلاح شده 

3. انرژی گسیختگی برحسب پارامترای منطقه فرآیند 

4. تعیین اندازه ناحیه پل‌زنی

جدول 1. شکل هندسی نمونه و ویژگی‌های ماده 

5. اعتبارسنجی مدل پیشنهادی برای SIF اصلاح‌شده 

شکل 5. تغییرات طول ناحیه پل‌زنی (b) برای عمق‌های مختلف نمونه [12].

جدول 2. شکل‌هندسی نمونه و ویژگی‌های ماده 

جدول 3. ویژگی‌های ماده برای نمونه 

جدول 4. طول محاسبه شده برای ناحیه پل‌زنی (b) برحسب میلی‌متر.

6. فرمول‌بندی مدل رشد ترک خستگی

جدول 5. مقایسه انرژی گسیختگی تعیین‌شده با استفاده از SIF اصلاح‌شده با نتایج آزمایشی.

7.  تعیین ثابت تناسب (r) برای قاعده رشد ترک خستگی 

جدول 6. پارامترهایی که ثابت تناسب را مشخص می‌کند

8. اعتبارسنجی در فرضیات بر اساس خودتشابهی کمّیت‌های بدون بُعد

شکل 6. ارزیابی تشابه ناقص در  .

شکل 7. ارزیابی تشابه ناقص در  .

شکل 8. ارزیابی تشابه ناقص در  .

شکل 9. ارزیابی تشابه ناقص در  .

9. درجه‌بندی مدل پیشنهادی برای رشد ترک خستگی 

شکل 10. درجه‌بندی مدل با استفاده از داده‌های نمونه کوچک

شکل 11. رابطه بین   و پارامتر غیرابعادی

10. اعتبارسنجی مدل پیشنهادی برای رشد ترک خستگی

شکل 12. مقایسه طول ترک نسبی با تعداد چرخه‌‌ها با استفاده از مدل پیشنهادی با نتایج آزمایشی

شکل 13. مقایسه طول ترک نسبی با تعداد چرخه‌ها با استفاده از مدل پیشنهادی با نتایج آزمایشی [32].

شکل 14. مقایسه طول نسبی ترک با تعداد چرخه‌ها با استفاده از مدل پیشنهادی به ازای نتایج آزمایشی [30]

11. تحلیل حساسیت 

جدول 7. پارامترهای آماری به کار رفته و نتایج به دست آمده در تحلیل حساسیت

شکل 15. منحنی‌های توزیع احتمالی برای تعداد چرخه‌ها (N) برای متغیرهای مختلف تصادفی 

12. نتیجه‌گیری

 
ترجمه چکیده
با در نظر گرفتن سازوکارهای منطقه فرآیند حاکم مانند پل‌زنی تجمیعی و ترک‌خوردن میکروسکوپی یک ضریب شدت تنش خطی (SIF) برای بتن به دست آمده است. برای این کار یک ناحیه پل‌زنی و ریزترک را در نوک ماکروترک در نظر گرفتیم. ناحیه پل‌زنی از طریق سازوکار پل‌زنی تجمیعی در برابر رشد ترک مقاومت می‌کند. ازاین‌رو، SIF به دست آمده بیشتر در ارائه یک مدل تحلیلی به کار می‌رود که با استفاده از مفاهیم تحلیل ابعادی و خودتشابهی در ارتباط با مدل رشد جمعیت انسانی، کل منحنی رشد ترک را برای بتن ساده پیش‌بینی می‌کند. این مدل با استفاده از داده‌های آزمایشی گزارش‌شده با مقاومت عادی، مقاومت بالا، و بتن خودمتراکم تأیید شده است. با توجه به تحلیل حساسیت نشان داده شده است که اندازه نمونه نقش مهمی در فرآیند رشد ترک خستگی بتن برعهده دارد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
پیش نمایش مقاله
یک رویکرد چند منظوره برای مدل‌سازی رشد ترک خستگی
چکیده انگلیسی
A linearized stress intensity factor (SIF) is derived for concrete through a multiscale approach by considering the predominant process zone mechanisms such as aggregate bridging and microcracking. This is achieved by considering a bridging zone and a microcrack at the macrocrack tip. The bridging zone resists the crack growth through aggregate bridging mechanism. The SIF thus derived is further used in developing an analytical model which predicts the entire crack growth curve for plain concrete by making use of the concepts of dimensional analysis and self similarity in conjunction with the human population growth model. This model is validated using experimental data reported on normal strength, high strength and self consolidating concrete. Through sensitivity analyses it is shown that the specimen size plays an important role in the fatigue crack growth process of concrete.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Fatigue - Volume 98, May 2017, Pages 1-13
نویسندگان
, ,