وزارت علوم، تحقیقات و فناوری

دانشگاه علوم فنون مازندران

پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد

رشته:  عمران – سازه

عنوان / موضوع:

قدرت بازگردانندگی اعضای خرپایی آلیاژهای حافظه‌ شکل فوق ارتجاعی

استاد راهنما:

آقای دکتر واثقی

استاد مشاور:

آقای دکتر اسکندری

فهرست مطالب:

فصل اول: مقدمه و کلیات تحقیق ……………………………………………………………..1

1-1:معرفی آلیاژهای حافظه شکل …………………………………………………………….2

1-2: اهداف و ساختار پایان نامه ………………………………………………………………4

فصل دوم: ادبیات و پیشینه تحقیق…………………………………………………………….5

2-1:تاریخچه…………………………………………………………………………………….6  

2-2:کاربرد آلیاژهای حافظه شکل……………………………………………………………6

2-2-1: کنترل غیر فعال………………………………………………………………………..7

2-2-1-1: ابزارهای جداگر ……………………………………………………………………..8

2-2-1-2:ابزارهای اتلاف انرژی SMA……………………………………………………….

2-2-1-2-1: اتصالات…………………………………………………………………………..9

2-2-1-2-2: تقویت و بهسازی سازه های قدیمی…………………………………………10

2-2-2: SMAها برای کنترل فعال سازه ها……………………………………………………11

2-2-3: SMAها برای کنترل نیمه فعال سازه ها……………………………………………..11

2-3:چگونگی بروز خواص آلیاژهای حافظه دار شکلی……………………………………..12

2-3-1: تعریف ها و بیان ویژگی های فاز های آلیاژ نیتینول………………………………….13

2-3-2: نحوه انتقال فازهای آلیاژهای نیتینول…………………………………………………14

2-3-2-1:انتقال فاز برگشت یا معکوس (تبدیل مارتنزیت به آستنیت) …………………….14

2-3-2-2: انتقال فاز رفت یا مستقیم (تبدیل آستنیت به مارتنزیت)……………………..15

2-3-3: سایر ویژگی های تبدیل فاز………………………………………………………….17

2-3-3-1: اثر سرعت بارگذاری در رفتار آلیاژهای حافظه دار شکلی……………………….17

2-3-3-2: اثر حافظه داری یک طرفه و دو طرفه……………………………………………….17

2-3-3-3:رفتار ترمومکانیکی………………………………………………………………….18

2-3-3-4: تعریف خاصیت ارتجاعی کاذب………………………………………………………19

2-3-3-5: تنش بازیافتی و نیروی محرک……………………………………………………….19

2-4: کریستالوگرافی آلیاژ Nitinol……………………………………………………………

2-4-1 :  تغییر حالت های مارتنزیتی و پدیده حافظه دار شدن……………………………..20

2-4-2:تغییر حالت تبدیل آستنیت به مارتنزیت ……………………………………………..20

2-4-3: بررسی پدیده حافظه داری ……………………………………………………………22

2-5:پیشینه تحقیق…………………………………………………………………………….24

2-5-1: مقایسه رفتار لرزه ای سیستم های دارای بادبند ساخته شده از آلیاژهای حافظه دار شکلی سیستم های دارای بادبند BRB…..

2-5-2:کنترل غیرفعال در پلها توسط آلیاژهای هوشمند………………………………….32

2-5-3: تقویت و بهسازی سازه های بتنی(دیوار برشی) با استفاده از آلیاژهوشمند…. 34

فصل سوم: روش تحقیق………………………………………………………………………43

3-1: مشخصات مکانیکی SMAهای مورد استفاده ……………………………………….44

3-2:مشخصات مدل ………………………………………………………………………….45

3-3: شبیه سازی کامپیوتری ……………………………………………………………….47

فصل چهارم: محاسبات و یافته های تحقیق ………………………………………………53 

فصل پنجم:نتیجه گیری و پیشنهادات………………………………………………………..71

5-1: تحلیل نتایج ……………………………………………………………………………..74

5-2: پیشنهاد………………………………………………………………………………..75

منابع و مآخذ……………………………………………………………………………………..76

چکیده:

زلزله به عنوان یکی از مخرب ترین حوادث طبیعی قلمداد می شود. از این رو طراحی ایمن ساختمان ها در برابر زلزله یکی از پرحاشه ترین زمینه های مطرح در مهندسی عمران می باشد.یکی از روش های مناسب برای کاهش اثرات تخریبی زلزله و جدا شدن از روش های سنتی استفاده از سیستم ها و مصالح هوشمند است. از مهمترین گروه های این نوع مصالح میتوان به آلیاژهای هوشمند حافظه دار، که در اصطلاح به آن     SMA(Shape memory alloy) گفته میشود اشاره کرد . این نوع آلیاژها به علت دارا بودن تغییر شکل ماندگار ناچیز، از یک طرف باعث جلوگیری از آسیب زیاد به سازه در حین وقوع زلزله می شوند و از طرف دیگر با دارا بودن خاصیت ترمیم پذیری بالا امکان بهره برداری از سازه  را پس از وقوع زلزله فراهم می کنند.با توجه به نوین بودن این مصالح تحقیقات بسیار اندکی روی آن صورت گرفته و در صنعت ساختمان سازی کمتر مورد توجه قرار گرفته است.در این پایان نامه سعی بر آن شده است که ضمن معرفی بیشتر این نوع مصالح و مکانیزم عملکرد آنها ،قدرت بازگردانندگی SMAها پس از تغییر شکل که به صورت نسبت تغییر شکل ماندگار پس از وقوع زلزله به ماکزیمم تغییر شکل تجربه شده در طول زلزله محاسبه میشود،  بررسی گردد. به علاوه، میزان تاثیر شتاب زلزله بر نحوه عملکرد SMA  ها مورد ارزیابی قرار گرفته است.به این منظور یک سیستم یک درجه آزادی از این آلیاژ به صورت قطعه ای از یک بادبند در نرم افزار SAP و به صورت المان های link(ترکیبی از المان های ME و PW) مدل گردید.  مدل طراحی شده تحت بار102 زلزله مختلف با PGA بین o.2g تا  0.8g به روش تحلیل دینامیکی غیر خطی تاریخچه زمانی تحلیل شده و قدرت بازگردانندگی این قطعه بررسی گردید.

که در نهایت مشخص شد آلیاژهای حافظه شکل سوپر الاستیک این قابلیت را دارند که به طور میانگین حدود 86 درصد از تغییر شکل ایجاد شده در طول زلزله را بازگردانده و تنها حدود 14 درصد آن را جذب کنند که این مقدار نیز تا حدود زیادی با اعمال گرما از بین رفته و آلیاژ حافظه دار به نزدیکی شکل اولیه اش باز می گردد .در نتیجه ، استفاده از این آلیاژهای هوشمند در طراحی ساختمان ها کمک شایانی به کاهش اثرات تخریبی زلزله می تواند داشته باشد.

براي دانلود متن کامل پايان نامه کليک کنيد

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 621