ارزیابی مدول‌الاستیسیته‌ی دینامیک ناحیه‌ای در تراورس‌ای چوبی با روش موج تنش

سابقه و هدف: از محدودیت های تشخیص میزان عمر مفید باقی مانده در اجزای سازه های در شرایط مصرف با روش های صوتی، عدم امکان محاسبه مدول الاستیسیته به دلیل امکان نداشتن خروج قطعه از سازه می باشد. بنابراین اکثر درجه بندی های در حین مصرف در اجزای سازه هایی از قبیل بناهای تاریخی براساس سنجش سرعت صوت می باشد. در این تحقیق به محاسبه دانسیته کلی و ناحیه ای با روش میزان نفوذ میخ در تراورس های چوبی به منظور محاسبات مربوط به تشخیص میزان عمر مفید باقی مانده ی آن ها با تلفیق روش های موج تنش، ارتعاش طولی آزاد پرداخته شده است.مواد و روش ها: تعداد سه تراورس اشباع شده از شرکت راه آهن ایران و با ابعاد 15×25×260 سانتی متر که جنس آن ها از گونه راش (fagus orientalis) تهیه گردید و دانسیته به روش میزان نفوذ میخ در 5 نقطه از هر تراورس صورت پذیرفت (فاصله 50 سانتی متری بین هر نقطه) و میانگین نتایج حاصل از 5 نقطه با نتایج حاصل از روش استاندارد ایزو 13910 مقایسه شد. آزمون موج تنش در همان نقاط 5 گانه تعیین دانسیته به روش میزان نفوذ برای تعیین مدول الاستیسیته ناحیه ای صورت پذیرفت و نتایج حاصل از هر نقطه، با مدول الاستیسیته کلی تیر مقایسه گردید. آزمون ارتعاش طولی در تیر دوسرآزاد نیز جهت محاسبه میرایی ارتعاش بر روی نمونه ها اجرا شد.نتایج:  نتایج نشان داد بین مقادیر محاسبه شده با هر دو روش استاندارد ایزو 13910 و روش میزان نفوذ میخ در برآورد دانسیته اختلاف معنی داری در سطح 95% وجود نداشته و همبستگی مطلوب خطی بین نتایج حاصل از دو روش برقرار است. مطابق با نتایج سرعت صوت کلی تیر با سرعت صوت ناحیه ای آن ها در هیچ یک از نقاط پنج گانه اندازه گیری شده تفاوت معنی داری در سطح 95% نداشت و بین مقادیر سرعت صوت کلی با هر یک از نقاط پنج گانه ناحیه ای همبستگی خطی برقرار بود. بین مقادیر مدول الاستیسیته کلی با مقادیر مدول الاستیسیته ناحیه ای محاسبه شده در هر یک از نقاط پنج گانه تفاوت معنی داری در سطح 95% وجود نداشت. همچنین بین مقادیر مدول الاستیسیته کلی با نتایج مدول الاستیسیته ناحیه ای در هر یک از نقاط پنج گانه نیز همبستگی خطی برقرار بود. بین مقادیر حاصل از مدول الاستیسیته کلی و میرایی ارتعاش هر یک از تراورس ها، همبستگی نمایی وجود داشت.نتیجه گیری: برابری دانسیته به روش استاندارد ایزو 13910 و روش میزان نفوذ میخ، و همچنین برابری مدول الاستیسیته ی مححاسبه شده به روش موج تنش و روش ارتعاش طولی آزاد، این امکان را فراهم می آورد که بدون خروج قطعه از سازه کلیه ی دیتاهای مورد نیاز جهت محاسبات میزان مقاومت باقی مانده ی اجزای چوبی براساس استاندارد en338 فراهم گردد.

evaluation of the local dynamic modulus of elasticity in wooden tie by the stress wave method

background and objectives: from the limitations of detecting the amount of useful life remaining in the components of the structures in the conditions of use with acoustic methods is the impossibility of calculating the modulus of elasticity due to the impossibility of removing the part from the structure. therefore, most of the classifications during use in the components of structures such as historical buildings are based on measuring the speed of sound. in this research, to calculate the local and global density with the method of pin penetration rate in wooden tie in order to calculate the amount of their remaining useful life by combining stress wave and free longitudinal vibration methods has been studied. there was no significant difference between the values of global sound velocity and global modulus of elasticity with the local results of these factors at the five tested points in each of the wooden tie.methodology: the number of three saturated wooden tie from iran railway company and with the dimensions of 15x25x260 cm, which are made of beech species (fagus orientalis) and the density was measured by pin penetration method at 5 points of each wooden tie (50 cm distance between each point) and the average results of 5 points were compared with the results of iso 13910 standard method. the stress wave test was carried out at the same 5 points of density determination by pin penetration rate method to determine the local modulus of elasticity and the results of each point were compared with the global modulus of elasticity of the beam. longitudinal vibration test was also performed to calculate the damping factor values of the samples.results: the results showed that there was no significant difference at the 95% level between the values calculated with both the iso 13910 standard methods and the pin penetration rate method, and there was a favorable linear correlation between the results of the two methods. according to the results, there was no significant difference between the global sound speed of the beams and their local sound speed in any of the five measured points at the 95% level and there was a linear correlation between the values of the global sound speed and each of the five local points. there was no significant difference at the 95% level between the values of the global modulus of elasticity and the values of the local modulus of elasticity calculated in each of the five points. also, there was a linear correlation between the values of the global modulus of elasticity and the results of the local modulus of elasticity in each of the five points. there was an exponential correlation between the values obtained from the global modulus of elasticity and the damping factor of each of the wooden tie.conclusion: the equality of density according to the iso 13910 standard method and the nail penetration method, as well as the equality of the modulus of elasticity calculated by the stress wave method and the free longitudinal vibration method, make it possible to obtain all the data required for calculations without removing the part from the structure. the remaining strength of wooden components should be provided according to en338 standard.