بررسی تحلیلی پایداری دینامیکی تیرهای قوسی کم عمق
چکیده
مشخصه مهم تیرهای قوسی کم عمق تحت بارگذاری جانبی، ناپایداری آنها در برابر نیروهای بحرانی است که در اثر آن سازه دستخوش یک جابجایی بزرگ ناگهانی بسوی ساختار تعادلی جدیدی می شود که اصطلاحا فروجهش نامیده می شود. با معرفی مواد مدرج تابعی و ترکیب آن با بحث تیرهای قوسی، می توان سازه هایی با مشخصات پایداری مطلوب برای شرایط خاص ایجاد کرد. از اینرو در این تحقیق به بررسی رفتار دینامیکی تیرهای قوسی کم عمق با مواد مدرج تابعی پرداخته شده است. یک تیر قوسی کم عمق با شکل اولیه سینوسی و دارای تکیه گاه های لولایی که تحت تاثیر توزیع نیروی ضربه ای قرار دارد درنظر گرفته شده و تاثیر متغیر بودن مدول الاسیتسیته در طول ضخامت بر روی پایداری این نوع تیرها در برابر پدیده فروجهش دینامیکی بررسی شده است. روابط غیر خطی حاکم بر تیر قوسی کم عمق با فرض تیر اویلر برنولی بدست آمده و معادله حرکت آن با استفاده از یک معادله دیفرانسیلی– انتگرالی غیرخطی بیان شده و با درنظر گرفتن یک پاسخ فوریه به حل معادله حرکت پرداخته شده است. رویکرد اتخاذ شده در تحلیل ناپایداری دینامیکی، استفاده از انرژی کل سیستم و صفحه فازی می باشد. فرآیند تحلیل عبارتست از : 1. تعیین ساختارهای تعادلی با استفاده از معادله حرکت 2. بررسی پایداری دینامیکی موضعی هریک از ساختارهای تعادلی با استفاده از تراز انرژی و تابع لیاپانوف 3. چنانچه ساختار اولیه در معرض ناپایداری فروجهش قرار گیرد، شرایط مورد نیاز (وضعیت اولیه تیر قوسی، نحوه توزیع مواد مدرج تابعی و میزان بار بحرانی اعمال شده) جهت پایداری در مقابل پدیده فروجهش تعیین خواهد شد.