الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۲۲
کد مقاله
CVL22
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
یک مدل آسیب دیدگی غیرایزوتروپیک مافوق ارتجاعی – ویسکو پلاستیک برای مواد بتنی آسفالت و اجرای عددی آن
نام انگلیسی
AN ANISOTROPIC HYPERELASTIC-VISCOPLASTIC DAMAGE MODEL FOR ASPHALT CONCRETE MATERIALS AND ITS NUMERICAL IMPLEMENTATION
Department of Civil Engineering Case Western Reserve University
کشور
ایالات متحده
یک مدل آسیب دیدگی غیرایزوتروپیک مافوق ارتجاعی – ویسکو پلاستیک برای مواد بتنی آسفالت و اجرای عددی آن
چکیده
در این مقاله، موارد اجرایی عددی و ویژگیهای الگوریتمی مدل آسیب دیدگی غیرایزوتروپیک مافوق ارتجاعی – ویسکو پلاستیک چند بعدی جدید مورد بررسی قرار می‌گیرد. ویژگی غیرایزوتروپیک یا ناهمسانگرد از طریق یک فرمولاسیون تانسور فابریک در این مدل بکار گرفته شده است. در آغاز، معادلات حاکم بر این مدل توسعه می‌یابند. پس از آن، مقاله جاری بر روی ویژگیهای عددی و محاسباتی مدل غیرایزوتروپیک کامل تمرکز می‌یابد. یک الگوریتم انتگرال قدرتمند برای معادلات دیفرانسیل غیرخطی نیز مورد بررسی و توصیف قرار گرفته است. علاوه بر این، ضرایب تانژانت (سازگار) الگوریتمی نیز مشخص می‌گردند. این مدل در محیط اجزای محدود ABAQUS اجرا می‌شود تا آنکه مشکلات ارزش کرانی نیز مورد بررسی قرار گیرد. موارد اجرایی از طریق زیر روتینهای کاربر UHYPER و UMAT پیاده سازی می‌گردند. تستهای سه محوری و برشی نیز در منتهای ثابت بعنوان مشکلات ارزش کرانی مورد مطالعه قرار می‌گیرد و پیشبینیهای مدلی با این تجارب مقایسه می‌گردند. در نهایت، بخشی از روسازی بعنوان مشکل ارزش کرانی جهت ارزیابی قابلیت این مدل در پیش بینی تجمع یافتگی مواد با قابلیت دفرمه شدگی یا تغییر شکل دائمی در عملیات روسازی مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرد.
یک مدل آسیب دیدگی غیرایزوتروپیک مافوق ارتجاعی – ویسکو پلاستیک برای مواد بتنی آسفالت و اجرای عددی آن
۱- مقدمه
ایجاد شیار، ترک‌خوردگی ناشی از خستگی و شکستگی حرارتی جزء سه مکانیزم مشکل آفرین در بتن آسفالتی بشمار می‌آیند. در یک مطالعه گسترده صنعتی، که بوسیله محققین دانشگاه مریلند انجام گردید، مشکل ناشی از ایجاد شیارها و ترک‌خوردگی‌ها بعنوان مهمترین معضل پیش روی در رابطه با صدمه دیدگی در مقوله روسازی در نظر گرفته شد. فهم درست پدیده ایجاد شیار و ترک‌خوردگی به منظور ارتقای مقوله مرتبط با طراحی روسازی‌ها و اجرای آنها بعنوان یک نیاز ضروری بشمار می‌آید. بر این اساس چنین پدیده‌ای در استاندارد ASTM-E867 بدین صورت تعریف شده است: «یک تورفتگی طولی همجوار که از سطح صافی نشات می‌گیرد که بوسیله شیب عرضی متقاطع و پروفیل طولی تعریف شده است». تورفتگی طولی (که در برخی از مواقع به نام شیار یا گودی نیز از آن نامبرده می‌شود) همراه با بالا آمدگی کناره‌ای خواهد بود. در لایه آسفالت ـ بتون، ایجاد شیارها بواسطه ترکیبی از متراکم‌گشتگی (تراکم) و جریان برشی حاصل بوجود می‌آید. ترک‌خوردگی اولیه بواسطه متراکم شدگی سطح رویه در زیر مسیر چرخها می‌باشد. با این وجود، ایجاد شیارهای متعاقب یا بعدی بواسطه جریان برشی و عوامل ترکیبی خواهد بود. در یک بخش روسازی شده که دارای تراکم مناسبی می‌باشد، این موضوع مشخص شده است که جریان برشی در لایه آسفالت ـ بتن بعنوان مکانیزم ایجاد شیار یا ترک‌خوردگی اولیه بشمار می‌آید. بر این اساس نیاز مبرمی جهت بکارگیری یک مدل مفهومی برای آسفالت ـ بتن و آنالیز و پیش‌بینی ترک‌خوردگی‌ها در لایه‌ها سطح رویه احساس می‌شود. در این مقاله، یک مدل مفهومی چند بعدی جهت تشریح حالت دفورمه‌شدگی دائمی و تغییر یافتگی در آسفالت بتنی توسعه یافته است و روالهای پیاده‌سازی عددی این مدل ارائه گردیده است.
یک مدل آسیب دیدگی غیرایزوتروپیک مافوق ارتجاعی – ویسکو پلاستیک برای مواد بتنی آسفالت و اجرای عددی آن
۲- مدل مفهومی
مدل مفهومی پیشنهادی یک مدل هایپرالاستیک یا فوق ارتجاعی ویسکوپلاستیکی می‌باشد.
از طریق کاربرد تئوری‌های تنش موثر، همانگونه که در بخشهای بعدی این مقاله مشخص شده است صدمه دیدگی مشخص در این مدل بکار گرفته شده است. مخلوط آسفالت نشان دهنده اتصال حجمی/ انحرافی و به هنگامی می‌باشد که مقوله مورد بحث ما در معرض نیروی برشی قرار می‌گیرد. رفتار جفت‌شدگی یا اتصال با استفاده از قابلیت ارتجاعی مدلسازی شده است چرا که بوجود آمدگی و رشد تنشهای معمولی از همان سیکلهای اولیه مشهود و آشکار می‌باشد. یک مدل مرتبه دوم فوق ارتجاعی در مقایسه با مدل ارتجاعی خطی مرتبه اول برگزیده شد، چرا که مدل مرتبه اول قابلیت حاصل آوردن جفت‌شدگی حجمی/ انحرافی در بتن آسفالتی را ندارد. اجزای فوق ارتجاعی تشریح کننده رفتار وابستگی ضریب بوده و بر مبنای تئوری ویسکوپلاستیکی پرزینا می‌باشد.
۱-۲٫ مدل فوق ارتجاعی
موادی که تابع واکنش ارتجاعی آنها بواسیله وجود توابع انرژی تغییر شکل نسبی محدود می‌شوند به نام مواد فوق ارتجاعی خوانده می‌شوند. معادله ۱ قانون مفهومی فوق ارتجاعی کلی را تشریح می‌کند:
۲-۲٫ مدل ویسکوپلاستیک
در این بخش، یک مدل ویسکوپلاستیکی بر مبنای سطح بارگذاری جهت تشریح حالت دفورمه شدگی دائمی وابسته به زمان در بتن آسفالتی پیشنهاد شده است. این مدل سپس بصورت متناسبی اصلاح گردیده است تا آنکه صدمه‌دیدگی‌های مربوطه به حساب آیند، تا بدین صورت رفتار نرم‌شدگی بتون آسفالتی، همراه با ناهمسانی آن مشخص شود. در تحقیقات اخیر بوسیله باهوگونا و همکاران بوجود آمدن تغییر شکل نسبی یا کرنش بتن آسفالتی بصورت موفقیت‌آمیزی مدلسازی شده است، اما در عین‌حال تاثیرات ضریبی به حساب نیامده است. ویژگیهای اصلی مدل ویسکوپلاستیک به شرح ذیل عرضه شده‌اند. ضروریات اولیه در چنین مدلهایی سطح بارگذاری، قاعده سخت‌شدگی و قانون جریان می‌باشد. سطح بارگذاری که برای مدل ویسکوپلاستیک مشخص شده است شبیه به گونه ورمیر می‌باشد و توسط معادله (۵) مشخص شده است.
یک مدل آسیب دیدگی غیرایزوتروپیک مافوق ارتجاعی – ویسکو پلاستیک برای مواد بتنی آسفالت و اجرای عددی آن
۳- ضروریات عددی این مدل
مدل کامل را می‌توان بعنوان مدلی تصور نمود که بصورت سری و بترتیب قرار گرفته باشد و بر این اساس مجموع تغییر شکل نسبی بصورت فرآینده‌ای در بخشهای الاستیکی و ویسکوپلاستیکی تجزیه می‌شود، همانند:
۱-۳٫ نتایج حاصله از آنالیز اجزای محدود
الگوریتم انتگرال عددی که تاکنون تشریح شده است را می‌توان در محیط اجزای محدود بکار برد تا آنکه بتوان نسبت به مطالعه مشکلات ارزش کرانی اقدام نمود. در این مورد، مدل ایزوتروپیک آسیب دیدگی فوق ارتجاعی – ویسکوپلاستیک ترکیبی ما، در یک برنامه اجزای محدود ABAQUS اجرا شده است، که بعنوان یک کد جزء محدود تجاری توسعه یافته و بازاریابی شده توسط شرکت ABAQUS مطرح می‌باشد. این رویه از طریق ماژولهای زیرروتین کاربر UHYPER و UMAT اجرا می‌گردد. تستهای برش ساده تکرار شده تحت آزمایشات سه محوری و ارتفاع ثابت RSST-CHT بهنوان مشکلات ارزش کرانه مدلسازی شده و نتایج بدست آمده از آنالیز اجزای محدود با نتایج تجربی مقایسه شد. در آزمایشات سه محوری، که بوسیله تاشمن و همکاران در دانشگاه A&M تگزاس انجام گردید، نمونه‌های استوانه‌ای با قطر ۴ اینچ و بلندی ۶ اینچ در معرض تنشهای تک محوری با میزانهای مختلف و فشارهای محدود کننده متفاوت قرار داده شدند. این نمونه‌ها با سه نرخ مختلف ۴۶٫۴۲% در دقیقه، ۸٫۰۳% در دقیقه و ۱٫۶% در دقیقه و با توجه به بکار گیری دو فشار محدود کننده ۰psi و ۱۵psi مورد آزمایش قرار گرفتند. پایه این استوانه بصورت ثابت نگه داشته شده و راس آن با شرایط کرانی جابجا شدگی در مسیر محوری تنظیم شد. تستهای تراکم تک محوری با استفاده از کنترل جابجایی در مسیر محوری اعمال گردید. نتایج بدست آمده از آنالیز اجزای محدود با داده‌های تجربی مقایسه گردیده و بترتیب در شکل‌های ۵ و ۶ برای فشار محدود کننده ۰ و ۱۵ psi نشان داده شد.
یک مدل آسیب دیدگی غیرایزوتروپیک مافوق ارتجاعی – ویسکو پلاستیک برای مواد بتنی آسفالت و اجرای عددی آن
۴- نتیجه گیری
یک مدل آسیب دیدگی فوق ارتجاعی – ویسکوپلاستیک غیرایزوتروپیک چند بعدی جدید به منظور تشریح حالت دفرمه شدگی دائمی و رفتار مزدوج شدگی بتن آسفالتی توسعه یافت. جزء قابل تغییر واکنش بتن آسفالتی بوسیله مدل مرتبه ثانویه فوق ارتجاعی، که رفتار مزدوج شدگی را مشخص می‌سازد، مدلسازی گردید. پیشبینیهای مدل فوق ارتجاعی انطباق مناسبی را با نتایج تجربی نشان می‌دهد. جزء ویکسوپلاستیک معرف رفتار وابسته – میزان این ماده می‌باشد و بر مبنای تئوری ویسکوپلاستیکی پرزینا (Perzyna) بیان شده است. مدل مفهومی که در این مقاله توسعه یافته است، حالت غیرایزوتروپی نشان داده شده بوسیله این ماده را بحساب آورده و علاوه بر آن قابلیت تشریح صدمه دیدگی را نیز دارا می‌باشد. این مدل در محیط جزء محدود ABAQUS، به منظور مطالعه مشکلات ارزش کرانی، پیاده شده است. پیشبینیهای این مدل در توافق خوبی با نتایج تجربی سه محوری و RSST-CH می‌باشند، که برای مشکلات ارزش کرانه مدلسازی شده‌اند. علاوه بر این، این مدل قابلیت ارائه رفتار برآمدگی یا ایجاد شیارهای مرتبط با ناحیه روسازی را دارا می‌باشد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
