تحقیق؛ شکست خستگی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 13

شکست خستگی

مقدمه

از سال 1850معلوم شده است که فلز تحت تنش تکراری با نوسانی،در تنشی به مراتب کمتر از تنش لازم لازم برای شکست در اثر یک مرتبه اعمال بار ، خواهد شکست.شکستهایی که در شرایط بارگذاری دینامیک رخ می دهند شکستهای خستگی نامیده میشوند. که این نامگذاری احتمالا مبتنی بر این دلیل است که به طور کلی مشاهده می شود شکستها فقط پس از یک دوره کار زیاد رخ می دهند.هیچگونه تغییر واضحی در ساختار فلزی که به علت خستگی می شکند وجود نداردتا بتوان به عنوان مدرکی برای شناخت دلایل شکست خستگی از آن استفاده کرد. با پیشرفت صنعت و افزایش تعداد وسایلی از قبیل خودرو ، هواپیما،کمپرسور،پمپ،توربین و غیره که تحت بارگذاری تکراری و ارتعاشی هستند،خستگی بیشتر متداول شده و اکنون چنین برداشت می شود که عامل حداقل 90درصد شکستهای ناشی از دلایل مکانیکی حین کار خستگی باشد.

تئوری شکست

دلیل عمده خطرناک بودن شکست خستگی این است که بدون آگاهی قبلی و قابل رویت بودن رخ می دهد.خستگی به صورت شکستی با ظاهر ترد ،بدون هیچگونه تغییر شکل نا خالص در شکست نتیجه میشود.معمولاسطح شکست در مقیاس ماکروسکوپی بر جهت تنش کششی اصلی عمود است.معمولا سطح شکست خستگی از ظاهر سطح شکست تشخیص داده میشود،که از یک ناحیه هموار حاصل از عمل سایش با اشاعه ترک در مقطع (قسمت بالای شکل 1) و یک ناحیه ناهموار که در هنگام عدم تحمل بار توسط مقطع ،در قطعه به صورت نرم شکسته شده است تشکیل می شود.غالبا پیشرفت شکست توسط یک دسته حلقه نشان داده می شود،که از نقطه شروع شکست به طرف داخل پیشرفت می کند.شکل 1مشخصه دیگری از خستگی را نیز نشان میدهد و آن اینست که معمولا شکست در نقطه وجود تمرکز تنش ، مانند یک گوشه تیز یا شیار ،یا در یک تمرکز تنش متالورژیکی مانند ناخالصی ،رخ می دهد.

سه عامل عمده برای وقوع شکست خستگی ضروری هستند.این عوامل عبارتند از:(1)تنش کششی حداکثری به مقدار بسیار زیاد، (2)تغییرات به حد کافی زیاد یا نوسانی در تنش وارده،و(3)زیاد بودن چرخه های تنش وارده. علاوه بر این متغیرهای دیگری مانندتمرکز تنش ،خوردگی،دما،بار اضافی ،ساختار متالورژیکی،تنشهای باقیمانده و تنشهای مرکب هم وجود دارند که شرایط را برای ایجاد خستگی تقویت می کنند.

چون هنوز مفهومی کلی از علت بروز خستگی در فلزات به دست نیاورده ایم ،لازم است بعضی از این عوامل را از دیدگاهع اساسا تجربی مورد بحث قرار دهیم.به علت زیاد بودن حجم اطلاعاتی از این قبیل ،فقط تشریح نکات برجسته ممکن خواهد بود.

چرخه های تنش

ابتدا تعریف مختصری از انواع کلی تنشهای نوسانی که باعثی خستگی می شوند،بیان می کنیم شکل2 چرخه های نمونه ای تنش خستگی را نشان می دهد.شکل 2(الف) چرخه کاملا معکوس تنش سینوسی شکلی را نشان می دهد. این چرخه یک حالت آرمانی است که توسط دستگاه خستگی محور چرخان مور تو.لید شده و در عمل از چرخش محوری با سرعت ثابت و بدون اضافه بار به دست می آید.در این نوع چرخه تنش، تنشهای حداقل و حداکثر برابرند. تنش حداقل همان کمترین تنش جبری در چرخه است . تنش کششی مثبت در نظر گرفته میشود و تنش فشاری منفی است.

شکل 2(ب) یک چرخه تنش تکراری را نشان می دهد که در آن تنش حداکثر و تنش حداقل برابر نیستند. در این نمودار هر دو تنش کششی اند. ولی یک چرخه تنش تکراری می تواند شامل تنشهای حداقل و حداکثر با علامت مخالف یا هر دو در فشار نیز باشد.شکل 2(پ) چرخه تنش مرکبی را نشان می دهد که در قطعه ای مانند بال هواپیما و در اثر تند بادها تحت بارهای اضافی دوره ای غیر قابل پیش بینی قرار می گیرد.

خصوصیات ساختاری خستگی

در مطالعات تغییرات ساختاری اصلی در فلزی که به آن تنش چرخه ای اعمال می شود، فرایند خستگی برای سهولت درک به مراحل زیر تقسیم شده است:

1. شروع ترک : شامل ایجاد اولیه عیب خستگی که با عملیات تابانیدن مناسب برطرف می شود.

2. رشد ترک نوار لغزش :عبارت است از عمیق شدن ترک اولیه روی صفحات با تنش برشی زیاد، این مرحله غالبا رشد ترک مرحله 1 نامیده می شود.

3. شکست ترک روی صفحاتی با تنش کششی زیاد: عبارت است از رشد یک ترک معین در جهت عمد بر تنش کششی حداکثر . این مرحله معمولا رشد ترک مرحله 2 نامیده می شود.

4. شکست نرم نهایی: هنگامی رخ می دهد که طول ترک به اندازه کافی برسد، طوری که سطح مقطع باقیمانده نتواند بار وارده را تحمل کند.

سهم نسبی هر مرحله از کل چرخه های مسبب شکست به شرایط آزمایش و ماده بستگی دارد. اما کاملا مشخص شده است که یک ترک خستگی می تواند قبل از اینکه 10درصد عمر کل نمونه منقضی شود، شکیل شود.البته در تصمیم گیری در مورد زمانی که یک نوتر لغزش عمیق شده می تواند ترک نامیده شود، ابهام زیادی وجود دارد . به طور کلی ،سهم بیشتری از کل چرخه های مسبب شکست به اشاعه ترکهای مرحله2 در خستگی کم چرخه تعلق دارد تا خستگی پر چرخه، در صورتی که رشد ترک در مرحله 1 برای خستگی پرچرخه و تنش کمن ،بیشتر است . اگر تنش کششی زیاد باشد، مانند خستگی در نمونه های با شیار تیز ، رشد ترک مرحله 1 به هسچ وجه قابل مشاهده نیست.

بررسی ساختاری دقیق خستگی این واقعیت را نشان می دهد که معمولا ترکهای خستگی در یک سطح آزاد شروع می شوند . در موارد نادری که ترکهای خستگی از قسمت داخلی شروع می شوند، همیشه مرزی ، مانند حد فاصلیک لایه سطحی کربوره شده و فلز اصلی ،باید وجود داشته باشد.

خستگی شباهتهایی با جریان مومسان و شکست تحت تغییرشکل تک جهتی یا ایستا دارد. بررسیهای گوف نشان داده است که فلز تحت کرنش چرخه ای توسط لغزش بر صفحات اتمی مشابه و در همان جهات بلور شناسی کرنش تک جهتی تغییرشکل می دهد. در حالی که لغزش در تغییر شکل تک جهتی معمولا در تمام دانه ها منتشر می شود، در خستگی فقط در بعضی دانه ها خطوط لغزش مشاهده می شود و در دانه های دیگر هیچ اثری از لغزش وجود ندارد. به طور کلی خطوط لغزش هنگام چند هزار چرخه اول تنش تشکیل می شوند.چرخه های پی در پی خطوط لغزش اضافی تولید می کنند، ولی تعداد خطوط لغزش مستقیما با تعداد چرخه های تنش مناسب نیست. لغزش قابل رویت در بسیاری از فلزات خیلی زود به مقدار اشباع می رسد، که این امر به صورت نواحی پیچیده ای از لغزش سنگین موازی با آنچه به طور طبیعی یک نوار لغزش بود، مشاهده می شود. نوترهای لغزش حین خستگی به معنای تشکیل ترک نخواهد بود.

تحقیق؛ شکست بنیان خانواده در غرب 4ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 4

شکست بنیان خانواده در غرب

بسیاری از پدران انگلیسی، فرزندان شخص دیگری را بزرگ می‌کنند این عنوان یکی از فصل نامه‌های انگلستان است.به دلیل روند افول اخلاق از هر ۵ پدر انگلیسی یک نفر بدون آنکه بداند فرزند فرد دیگری را به عنوان فرزند خود بزرگ می‌کند.

●شکست بنیان خانواده در غرب

بسیاری از پدران انگلیسی، فرزندان شخص دیگری را بزرگ می‌کنند این عنوان یکی از فصل نامه‌های انگلستان است.به دلیل روند افول اخلاق از هر ۵ پدر انگلیسی یک نفر بدون آنکه بداند فرزند فرد دیگری را به عنوان فرزند خود بزرگ می‌کند.

به گزارش این فصلنامه که در زمینه‌های ژنتیکی و بیولوژیکی تحقیق می‌کند یافته‌های آزمایشات ژنتیکی در کشورهای غربی و اروپایی حاکی از آن است که درصد بالایی از مردان بدون آنکه بدانند در اثر خیانت همسرانشان، فرزند شخص دیگری را بزرگ می‌کنند.

یافته‌های این محققان حاکی از آن است که در کشورهایی که قواعد خانوادگی سالم‌تر هستند این میزان به یک درصد کاهش می‌یابد حال آنکه در جوامعی که گرفتار معضلات خانوادگی هستند این آمار به ۲۰ تا ۳۰ درصد افزایش می‌یابد.

محققان این مرکز در بررسی ژنتیکی ۳۱۰۴۹۰ مورد از پدران و فرزندان در کشورهای غربی دریافتند که از هر ۵ پدر انگلیسی یکی بدون آنکه بداند، فرزند شخص دیگری را به عنوان فرزند خود بزرگ می‌کند.

●نقش تقوا در خانواده

با بررسی این وضعیت اسف بار شاید بهتر بتوان به اهمیت دیدگاه اسلام درباره خانواده پی برد مجموعه ای که باید با محوریت تقوا کانونی سراسر مهر و صفا و یک رنگی بیافریند و به تربیت نسل هایی پاک و الهی بپردازد .

در نظام خانواده ایده آل اسلامی زن و مرد مکمل یکدیگرند که دست در دست هم این مجموعه مقدس را به سوی کمال هدایت می کنند .

اکسیر تقوا در این میان می تواند نقشی اساسی ایفا کند .گاهی عشق با تمام قدرت و عظمتش نمی تواند جلوی فروپاشی بنیان الهی خانواده را به تنهایی بگیرد مخصوصا عشقهایی که بی اساس و بنیان است و بر پایه ملاکات گذرا و ضد اخلاقی استوار است . لذا نقش تقوا در حفظ خانواده و پیشگیری از هرزگی ها و به خطر افتادن نسل ها امری انکار ناپذیر است

●زن و شوهر با تقوا

مرد باتقوا، برای تأمین مخارج خانه، جز به کسب حلال روی نمی آورد، و به غیر از مال حلال مالی قبول نمی کند، او با تحصیل حلال الهی مقیّد به رعایت حقوق تمام افرادی است که از طریق کسب و تجارت با او سروکار دارند، و به عبارت دیگر از وجود او در بیرون از خانه به بندگان خدا ضرر و زیان نمی رسد، او به خاطر تقوای الهی دور حرام نمی گردد، و گنج عفت نفس و قناعت را از دست نمی دهد.

مرد باتقوا چون از کسب و کار فارغ شود، و به خانه بازآید، تمام کوفتگی و خستگی خود را کنار درب خانه می ریزد، و با نشاط و شادی و خوشدلی و خوشحالی وارد خانه می شود، به همسرش لبخند محبت می زند، و زحمات روزانه او را نسبت به نظافت خانه، و پخت و پز، و نگهداری فرزندان خسته نباشید می گوید، و وی را ارج می نهد، و با او و بچه ها با مهربانی و محبت برخورد می کند، و هر یک را درخور شأنش احترام می نماید.

مرد باتقوا گاهی حلال و حرام، و معروف و منکر، و حسنات و سیئات را به اهل بیتش گوشزد می کند، و نمی گذارد آنان در مسئله دین و دینداری دچار غفلت شوند.

مرد باتقوا، همه عمر و وقت خود را صرف بیرون نمی کند، و خنده و نشاط خود را تنها برای دوستان نمی برد، و در مسجد رفتن و شرکت در جلسات مذهبی راه افراط نمی پیماید.

مرد باتقوا به این نکته توجه دارد، که اسلام رعایت اعتدال و اقتصاد را در تمام امور حتی در عبادات سفارش فرموده، و از کم گذاشتن از حق زن و فرزند به بهانه رفت و آمد با دوستان، یا شرکت در مجالس نهی فرموده است.

در هر صورت مرد باتقوا، در همه شئون زندگی آداب لازم را رعایت می نماید، و از این راه به استحکام بنای خانواده، و جلب محبت زن و فرزند کمک می نماید.

زن باتقوا، عفت و عصمت و پاکدامنی خود را حفظ می کند، با شور و شوق به کارِ خانه می رسد، زمینه رفع خستگی شوهر را که محصول کار بیرون است فراهم می نماید، از فرزندان خود به نحو شایسته نگهداری می کند، با شوهر و فرزندان بر اساس اخلاق اسلامی رفتار می کند، از عبادتش غفلت نمیورزد، خانه را کانون عشق و صفا، مهر و محبت، و شور و شوق می نماید.

زن باتقوا از همسرش با تکیه بر اصول الهی اطاعت می کند، به خواسته های بحق او پاسخ مثبت می دهد، از عصبانیت و خشم و کبر می پرهیزد، با اقوام شوهرش با مهر و محبت و اخلاق اسلامی روبرو می شود، بوقت آمدن شوهر از عرصه کار و کسب تا درب خانه به استقبال می رود، و به وقت خروج شوهر وی را بدرقه می کند، و از وی می خواهد جز حلال خدا به خانه نیاور، که ما به حلال خداوند گرچه اندک باشد قناعت می کنیم، و زیر بار حرام نمی رویم، مبادا به بهانه داشتن زن و فرزند، و خرج و مخارج از محدوده مقررات الهی تجاوز کنی، و زندگی را به حرام آلوده نمائی.

زن باتقوا از چشم همچشمی پرهیز دارد، و شوهرش را به خاطر همرنگ شدن با زندگی اقوام خود، یا اقوام شوهرش در تنگنا قرار نمی دهد و او را خجالت زده نمی کند.

چنین زن و شوهری مقبول حق، و منبع خیر، و نمونه بارز انسان الهی هستند، و در سایه آن دو همان خانه ای بوجود می آید که خدا می خواهد، و در فضای آن خانه فرزندانی تربیت می شوند که حق، طلب می کند، در هر صورت زن و شوهر در تمام امور زنگی بر اساس معارف الهی و قواعد اسلامی و قوانین فقهی باید همچون اولیاء الهی هوای یکدیگر را داشته باشند.

ارزیابی پدیده ستون کوتاه و شکست آن در زلزله و روشهای مقابله با آن 14 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 14

ارزیابی پدیده ستون کوتاه و شکست آن در زلزله و روشهای مقابله با آن

چکیده

پدیده ستون کوتاه در طول زلزله‌های گذشته خسارات زیادی را متوجه ساختمانها نموده است این پدیده بعلت قرار گرفتن ساختمان در یک سطح شیبدار و ا محدود شدن ستون و ا دیوار با عناصرغیرسازه ای نظیر دیوارهای آجری و بازشوها و ا دراثر اختلاف سختی در یک تراز معین ( بعلت وجودعواملی نظیر اختلاف تراز طبقه، پله و تیر نیم طبقه ایجاد می‌گردد در ساختمانها قابهای باربر توسط دیوارهایی با مصالح بنایی پرمی شوند. این امر باعث افزایش سختی قاب شده و اگر توزیع سختی بصورت متقارن باشد به بهبود رفتار سازه منج ر می‌گرد د اما درعین حال در بعضی از دهانه ها بخصوص در قسمتهای بیرونی ساختمان، بعلت وجود بازشوها دیوارهای کوتاه درمجاورستونها ایجاد می‌شون د این مسأله باعث کوتاه دن طول موثر ستون و افزایش سختی آن می‌گردد در نتیجه ستون کوتاه به علت سختی بیشتر نیروی زلزله بیشتری را جذب نموده و به خرابی آن منجر می‌گردد پس نیاز به رعایت جزییات اجرایی مناسب جهت مقابله با این نیروی بزرگ و

مخرب الزامی جلوه می‌کن د در این مقاله تأثیر وجود میانقاب کامل و رفتار ستون کوتاه و آثار مخرب آن در زلزله‌های گذشته بررسی شده و روشهای جدید مقابله با پدیده ستون کوتاه ارائه گردیده است.

واژه‌های کلیدی : ستون کوتاه، میانقاب آجری، افزایش سختی، تحلیل خرابی، روشهای مقابله

مقدمه

در ساختمان ها معمولاً برای اینکه داخل ساختمان را از فضای بیرون جدا کنند از دیوارهای با مصالح بنایی استفاده می‌کنند که در داخل قاب قرار می‌گیرند

اگر چه وجود میانقاب باعث افزایش سختی کل سازه می‌شود اما این اثر همواره جنبه مث بت ندارد. این تغییر در سختی سازه باعث تغییرات قابل ملاحظه ای در رفتار آن می‌شود. یک حالت نامناسب، وجود دیوارهای کوتاهی است که تا قسمتی از ارتفاع طبقه ادامه یافته اند. در این صورت قسمتی از ستون که مجاور دیوار است، تقریباً به طور یکپارچه با دیوار عمل ن موده، ارتفاع مؤثر ستون کاهش و سختی آن بسیار افزایش می‌یابد. به تناسب این افزایش سختی، ستون متحمل نیرو‌های شدیدتری می‌شود. در اغلب سازه‌های بتنی ستون ها بعلت ناکارآمدی در شکل پذیری خمش و ضعف مقاومت برش یا خمش در مقاطع بحرانی ( عمدتاً ناشی از کمبود ف ولاد عرضی و یا طول وصله فولاد طولی ) آسیب پذیرترین اعضاء بوده اند. تجربه نشان داده است که یکی از دلایل مهم خرابی سازه‌های دارای میانقاب، پدیده ستون کوتاه می‌باشد. در زلزله‌های گذشته در ساختمان‌های بتنی که دارای ستون هایی با ارتفاع‌های مختلف هستند خسارات وارده به ستون‌های کوتاه تر بیشتر از ستون‌های بلند تر بوده است.

ستون‌های کوتاه بطور وسیعی در ساختمان‌های شهری بوجود می‌آیند. تراز پارکینگ ها، قرارگیری ساختمان در شیب‌های تند، ستون‌های واقع در نیم طبقه ها و ستون‌های حد فاصل پنجره‌های بزرگ از جمله مهمترین محل‌های تشکیل ستون‌های کوتاه هستند. دو نمونه از ساختمان‌های با ستون کوتاه شامل ساختمان هایی که بر روی زمین شیب دار قرار گرفته اند و ساختمان هایی که دارای نیم طبقه می‌باشند در شکل 4 نشان داده شده است.

در شکل 5 پدیده ستون کوتاه در ساختمان‌های با اختلاف تراز مشاهده می‌گردد.

رفتار ضعیف ستون‌های کوتاه بنا به این حقیقت است که در زلزله، یک ستون بلند و یک ستون کوتاه با مقطع عرضی یکسان، با تغییر مکان یکسان Δ حرکتی افقی می‌نمایند.

با این حال، ستون کوتاه در مقایسه با ستون بلند سخت تر است و نیروی زلزله بیشتری جذب می‌نماید، با توجه به رابطه سختی چنانچه طول ستون نصف گردد، سخ تی ستون و در نتیجه جذب نیروی زلزله 8 برابر می‌شود. سختی یک ستون به معنای مقاومت در برابر تغییر شکل می‌باشد. هر چه سختی بیشتر باشد، نیروی بیشتری برای تغییر شکل آن لازم می‌باشد. اگر یک ستون کوتاه به طور مناسب برای چنین نیروی بزرگی نامیده « اثر ستون کوتاه » طراحی نشود، می‌تواند خسارت مهمی را در طول زلزله متحمل شود، این رفتار می‌شود.[ 3] با توجه به ابعاد سطح مقطع ستون و بر حسب ارتفاع بخش ستون کوتاه، مکانیزم‌های گوناگونی برای شکست آن وجود دارد. اگر ارتفاع ستون کوتاه، بسیار کم باشد ( در مقایسه با ابعاد مقطع ستون )، شکست برشی رخ می‌دهد که به ترک‌های قطری و یا خردشدگی شدید بتن منجر می‌گردد

ارزیابی پدیده ستون کوتاه و شکست آن در زلزله و روشهای مقابله با آن 10 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 10

ارزیابی پدیده ستون کوتاه و شکست آن در زلزله و روشهای مقابله با آن

چکیده:

پدیده ستون کوتاه در طول زلزله‌های گذشته خسارات زیادی را متوجه ساختمانها نموده است. این پدیده بعلت قرار گرفتن ساختمان در یک سطح شیبدار و یا محدود شدن ستون و یا دیوار با عناصر غیرسازه‌ای نظیر دیوارهای آجری و بازشوها و یا در اثر اختلاف سختی در یک تراز معین (بعلت وجود عواملی نظیر اختلاف تراز از طبقه، پله و تیر نیم طبقه) ایجاد می‌گردد. در ساختمانها قابلهای باربر توسط دیوارهایی با مصالح بنایی پر می‌شوند. این امر باعث افزایش سختی قاب شده و اگر توزیع سختی بصورت متقارن باشد به بهبود رفتار سازه منجر می‌گردد. اما در عین حال در بعضی از دهانه‌ها بخصوص در قسمتهای بیرونی ساختمان، بعلت وجود بازشوها دیوارهای کوتاه در مجاور ستونها ایجاد می‌شوند. این مسأله باعث کوتاه شدن طول موثر ستون و افزایش سختی آن می‌گردد. در نتیجه ستون کوتاه به علت سختی بیشتر نیروی زلزله بیشتری را جذب نموده و به خرابی آن منجر می‌گردد. پس نیاز به رعایت جزییات اجرایی مناسب جهت مقابله با این نیروی بزرگ و مخرب الزامی جلوه می‌کند. در این مقاله با تأثیر وجود میانقاب کامل و رفتار ستون کوتاه و آثار مخرب آن در زلزله‌های گذشته بررسی شده و روشهای جدید مقابله با پدیده ستون کوتاه ارائه گردیده است.

واژه‌های کلیدی: ستون کوتاه، میانقاب آجری، افزایش سختی، تحلیل خرابی، روشهای مقابله

1- مقدمه

در ساختمان‌ها معمولا برای اینکه داخل ساختمان را از فضای بیرون جدا کنند از دیوارهای با مصالح بنایی استفاده می‌کنند که در داخل قاب قرار می‌گیرند.

اگر چه وجود میانقاب باعث افزایش سختی کل سازه می‌شود اما این اثر همواره جنبه مثبت ندارد. این تغییر در سختی سازه باعث تغییرات قابل ملاحظه‌ای در رفتار آن می‌شود. یک حالت نامناسب، وجود دیوارهای کوتاهی است که تا قسمتی از ارتفاع طبقه ادامه یافته‌اند. در این صورت قسمتی از ستون که مجاور دیوار است، تقریبا به طور یکپارچه با دیوار عمل نموده، ارتفاع مؤثر ستون کاهش و سختی آن بسیار افزایش می‌یابد. به تناسب این افزایش سختی، ستون متحمل نیروهای شدیدتری می‌شود. ]1[ در اغلب سازه‌های بتنی ستون‌ها بعلت ناکارآمدی در شکل‌پذیری خمش و ضعف مقاومت برش یا خمش در مقاطع بحرانی (عمدتا ناشی از کمبود فولاد عرضی و یا طول وصله فولاد طولی) آسیب‌پذیرترین اعضاء بوده‌اند. ]2و4[ تجربه نشان داده است که یکی از دلایل مهم خرابی سازه‌های دارای میانقاب، پدیده ستون کوتاه می‌باشد. در زلزله‌های گذشته در ساختمان‌های بتنی که دارای ستون‌هایی با ارتفاع‌های مختلف هستند خسارات وارده به ستون‌های کوتاه‌تر بیشتر از ستون‌های بلندتر بوده است. (شکل 1و2و2و) ]3[

ستون‌های کوتاه بطور وسیعی در ساختمان‌های شهری بوجود می‌آیند. تراز پارکینگ‌ها، قرارگیری ساختمان در شیب‌های تند، ستون‌های واقع در نیم طبقه‌ها و ستون‌های حدفاصل پنجره‌های بزرگ از جمله مهمترین محل‌های تشکیل ستون‌های کوتاه هستند. ]4[ دو نمونه از ساختمان‌های با ستون کوتاه شامل ساختمان‌هایی که بر روی زمین شیب‌دار قرار گرفته‌اند و ساختمان‌هایی که دارای نیم طبقه می‌باشند در شکل 4 نشان داده شده است.

در شکل 5 پدیده ستون کوتاه در ساختمان‌های با اختلاف تراز مشاهده می‌گردد.

رفتار ضعیف ستون‌های کوتاه بنا به این حقیقت است که در زلزله، یک ستون بلند و یک ستون کوتاه با مقطع عرضی یکسان، با تغییر مکان یکسان حرکتی افقی می‌نمایند. (شکل 6)

با این حال، ستون کوتاه در مقایسه با ستون بلند سخت‌تر است و نیروی زلزله بیشتری جذب می‌نماید، با توجه به رابطه سختی چنانچه طول ستون نصف گردد، سختی ستون و در نتیجه جذب نیروی زلزله 8 برابر می‌شود. سختی یک ستون به معنای مقاومت در برابر تغییر شکل می‌باشد. هر چه سختی بیشتر باشد، نیروی بیشتری برای تغییر شکل آن لازم می‌باشد. اگر یک ستون کوتاه به طور مناسب برای چنین نیروی بزرگی طراحی نشود، می‌تواند خسارت مهمی را در طول زلزله متحمل شود، این رفتار «اثر ستون کوتاه‌» نامیده می‌شود. ]3[ با توجه به ابعاد سطح مقطع ستون و بر حسب ارتفاع بخش ستون کوتاه، مکانیزم‌های گوناگونی برای شکست آن وجود دارد. اگر ارتفاع ستون کوتاه، بسیار کم باشد (در مقایسه با ابعاد مقطع ستون)، شکست برشی رخ می‌دهد که به ترک‌های قطری و یا خردشدگی شدید بتن منجر می‌گردد (تصویر 7).

اما اگر ستون باریک باشد و یا ارتفاع دیوار زیاد نباشد، شکست ایجاد شده در ستون به صورت خمشی خواهد بود (تصویر 8). خرد شدگی بتن بر اثر نیروهای شدید برشی در حضور نیروی فشاری زیاد در تصویر 9 نشان داده شده است. نیروی فشاری به همراه نیروی برشی باعث کمانش میلگردهای طولی شده است.]1[

شکست مواد

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 14

مقدمه:

از سال 1850معلوم شده است که فلز تحت تنش تکراری با نوسانی،در تنشی به مراتب کمتر از تنش لازم برای شکست در اثر یک مرتبه اعمال بار ، خواهد شکست. شکستهایی که در شرایط بارگذاری دینامیک رخ می دهند شکستهای خستگی نامیده میشوند. که این نامگذاری احتمالا مبتنی بر این دلیل است که به طور کلی مشاهده می شود شکستها فقط پس از یک دوره کار زیاد رخ می دهند.هیچگونه تغییر واضحی در ساختار فلزی که به علت خستگی می شکند وجود نداردتا بتوان به عنوان مدرکی برای شناخت دلایل شکست خستگی از آن استفاده کرد. با پیشرفت صنعت و افزایش تعداد وسایلی از قبیل خودرو ، هواپیما،کمپرسور،پمپ،توربین و غیره که تحت بارگذاری تکراری و ارتعاشی هستند،خستگی بیشتر متداول شده و اکنون چنین برداشت می شود که عامل حداقل 90درصد شکستهای ناشی از دلایل مکانیکی حین کار خستگی باشد.

/

تئوری شکست:

دلیل عمده خطرناک بودن شکست خستگی این است که بدون آگاهی قبلی و قابل رویت بودن رخ می دهد.خستگی به صورت شکستی با ظاهر ترد ، بدون هیچگونه تغییر شکل نا خالص در شکست نتیجه میشود. معمولاسطح شکست در مقیاس ماکروسکوپی بر جهت تنش کششی اصلی عمود است.معمولا سطح شکست خستگی از ظاهر سطح شکست تشخیص داده میشود،که از یک ناحیه هموار حاصل از عمل سایش با اشاعه ترک در مقطع و یک ناحیه ناهموار که در هنگام عدم تحمل بار توسط مقطع ،در قطعه به صورت نرم شکسته شده است تشکیل می شود.غالبا پیشرفت شکست توسط یک دسته حلقه نشان داده می شود،که از نقطه شروع شکست به طرف داخل پیشرفت می کند.

سه عامل عمده برای وقوع شکست خستگی ضروری هستند.این عوامل عبارتند از:

1-تنش کششی حداکثری به مقدار بسیار زیاد

2-تغییرات به حد کافی زیاد یا نوسانی در تنش وارده

3-زیاد بودن چرخه های تنش وارده.

علاوه بر این متغیرهای دیگری مانندتمرکز تنش ،خوردگی،دما،بار اضافی ،ساختار متالورژیکی،تنشهای باقیمانده و تنشهای مرکب هم وجود دارند که شرایط را برای ایجاد خستگی تقویت می کنند.

خصوصیات ساختاری خستگی:

در مطالعات تغییرات ساختاری اصلی در فلزی که به آن تنش چرخه ای اعمال می شود، فرایند خستگی برای سهولت درک به مراحل زیر تقسیم شده است:

1- شروع ترک : شامل ایجاد اولیه عیب خستگی که با عملیات تابانیدن مناسب برطرف می شود.

2- رشد ترک نوار لغزش :عبارت است از عمیق شدن ترک اولیه روی صفحات با تنش برشی زیاد، این مرحله غالبا رشد ترک مرحله 1 نامیده می شود.

3- شکست ترک روی صفحاتی با تنش کششی زیاد: عبارت است از رشد یک ترک معین در جهت عمد بر تنش کششی حداکثر . این مرحله معمولا رشد ترک مرحله 2 نامیده می شود.

4- شکست نرم نهایی: هنگامی رخ می دهد که طول ترک به اندازه کافی برسد، طوری که سطح مقطع باقیمانده نتواند بار وارده را تحمل کند.

سهم نسبی هر مرحله از کل چرخه های مسبب شکست به شرایط آزمایش و ماده بستگی دارد. اما کاملا مشخص شده است که یک ترک خستگی می تواند قبل از اینکه 10درصد عمر کل