مطالعه عددی عملکرد لرزه‌ای میراگر فلزی تسلیم شونده شیاردار از جنس آلیاژهای حافظه‌ دار شکلی

در تحقیق حاضر برای اولین بار رفتار مکانیکی میراگر فلزی تسلیم شونده شیاردار از جنس آلیاژهای حافظه‌دار شکلی بررسی شده است. عملکرد لرزه‌ای سیستم جدید ارائه شده، با استفاده از روش تحلیل استاتیکی غیرخطی بار افزون در نرم‌افزار آباکوس مطالعه شده است. رفتار سوپر الاستیک آلیاژهای حافظه‌دار شکلی، با استفاده از مدل رفتاری برینسون و با لحاظ کردن تبدیلات فازی و همچنین معیار شکست دراکر-پراگر توسط زیربرنامه umat به نرم‌افزار آباکوس اعمال شده است. پس از صحت‌سنجی مدل المان محدود با نتایج موجود در تحقیقات، تاثیر جنس و پارامترهای هندسی عرض و تعداد شیارهای میراگر بر روی سختی، جابجایی‌ و نیروی تسلیم، جابجایی و نیروی نهایی، شکل‌پذیری و قابلیت جذب انرژی میراگر مطالعه شده است. همچنین، قابلیت به‌کارگیری این نوع میراگر در قاب فولادی با استفاده از روش دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی و با در نظر گرفتن هشت شتاب‌نگاشت مربوط به زلزله‌های حوزه دور و حوزه نزدیک گسل مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که شکل‌پذیری میراگر جدید ارائه شده در حدود 56 بوده و از شکل‌پذیری بسیاری از میراگرهای متداول فلزی بیشتر می‌باشد. همچنین، میراگر مورد مطالعه از جذب انرژی بالایی برخوردار است و می‌تواند به راحتی جایگزین سایر میراگرهای فلزی جاری شونده از جمله adas و tadas شود. علاوه بر این، مشاهده می‌شود که میزان شکل‌‌پذیری و جذب انرژی سیستم پیشنهادی نسبت به قاب مهاربندی شده با میراگر متناظر فولادی افزایش قابل ملاحظه‌ای یافته و می‌تواند در کاربردهای مهندسی مورد استفاده قرار گیرد.

numerical study of the seismic performance of shape memory alloys yielding metal dampers in steel frames

with the development of new engineering materials, such as shape memory alloys, their use in civil engineering applications has increased greatly. thus, in the present study, the mechanical behavior of yielding metal dampers made from shape memory alloys in steel frames is investigated numerically. for the purposes of evaluating the seismic performance of the proposed new system, a nonlinear static analysis has been conducted using the abaqus software. using brinson’s behavioral model with considering the phase transformations, as well as the drucker-prager failure criteria, we were able to simulate the superelastic behavior of shaped memory alloy materials, both of which were implemented in abaqus with the umat subroutine. we have continued this investigation by studying the effect of geometric variables on the performance of the system as well as the stiffness, ductility, and energy absorption capacity of the different specimens. the damper that we propose is capable of providing high energy absorption and can be easily replaced by other flowing metal dampers such as tadas and adas. the proposed system shows a significant improvement in terms of ductility and energy absorption as compared to the braced frame with a corresponding steel damper, which can be used in various engineering applications.