تبیین مکانیزم شکست برشی در تیر ورق های فولادی

در ادبیات موجود تحلیل و طراحی تیر ورقها، تئوری های متنوع و گاه متضادی در خصوص نحوه شکست برشی تیر ورق ها وجود دارد. در این پروژه با استفاده از روش اجزا محدود، تیر ورق های فولادی با اندازه های واقعی مدل سازی و رفتار آنها از مراحل الاستیک خطی و غیر خطی تا پلاستیک و شکست، تحلیل و رفتار آنها بررسی شده اند. هدف از انجام این تحلیل های عددی غیر خطی الاستوپلاستیک، تعیین چگونگی، زمان و مکان تشکیل مفاصل پلاستیکی که در آزمایش های تجربی مشاهده می گردند می باشد. در این تحقیق نشان داده شد که پانل های برشی به تنهایی نمایانگر تیر ورق های واقعی نیم باشند و مکانیزم شکست برشی آنها را به درستی نشان نمی دهند. در ادامه با استفاده از مدل سازی تیر ورق ها در چند دهنه متفاوت نشان داده شد که مفصل های پلاستیک برشی فقط در پانل های انتهایی تیر ورق و به دلیل تغییر شکل های برشی تشکیل می شوند. سپس وضعیت تنش ها در دو سمت تیر ورق در طول بارگذاری مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که برخلاف تصور موجود که تنش های فشار در مرکز تیرورق پس از کمانش افزایش پیدا نمی کنند، این تنش ها در هر دو سمت تیرورق افزایش می یابند. در مرحله بعد، زاویه میدان کششی تشکیل شده پس از کمانش مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که زاویه تابیدگی ایجاد شده در ورق جان تقریبا همان زاویه تنش های اصلی می باشد و این زاویه با مقادیر پیشنهاد شده در تئوری های مختلف مقایسه گردید و نشان داده شد که زاویه های به دست آمده از آنالیزهای عددی بین زاویه تعریف شده توسط پورتز و زاویه 45 قرار دارند و نتایج بدست آمده از رابطه هوگلند بسیار کمتر از نتایج آنالیزهای عددی می باشد. در نهایت مقاومت نهایی و محل تشکیل مفصل پلاستیک بدست آمده از نتایج محاسبات عددی با نتایج تئوری های مختلف و آیین نامه های مبتنی بر آنان مقایسه گردید و نشان داده شد که تئوری باسلر و آیین نامه های منطبق بر آنان و تئوری هوگلند بهترین همخوانی را با نتایج محاسبات عددی دارند.