حل نیمه تحلیلی تیر بتنی خودترمیم در چارچوب مکانیک محیط پیوسته آسیب-ترمیم

دراین مقاله مدل‌سازی نیمه‌تحلیلی برای پیش‌بینی رفتار تیربتنی خودترمیم ارائه شده است. دراین راستا یک مدل ساختاری برای پیش‌بینی رفتارموادخودترمیم استفاده شده است. رشد متغیرهای آسیب و ترمیم به عنوان متغیرهای داخلی به دست آمده و سطوح آسیب و ترمیم کششی و فشاری برای تشخیص رفتار آسیب و ترمیم از رفتارالاستیک، معرفی شده است. صحت‌سنجی پاسخ با حل یک مثال برای تیرتحت بارگذاری گسترده انجام شده است. نتایج بدست آمده نشان دادند که برای هندسه بیان شده تیربتنی خودترمیم 21٪ ازتیر بتنی ساده باربیشتری را تحمل می‌کند، همچنین خیزتیر خودترمیم تابارگذاری نهایی 27٪ بزرگتراز بارگذاری نهایی تیر بتنی ساده می‌باشد.

A semianalytic modeling of selfhealing concrete beam in the framework of continuum damagehealing mechanic

Selfhealing materials are a class of smart materials that have a structurally capability to recover damage caused by environmental stimuli over time. In this paper, a semianalytic modeling is presented for predicting the mechanical behavior of a selfhealing concrete beam. Along this purpose, a continuum damagehealing constitutive model is used to investigate the effect of damage and healing in stress field of concrete pressure vessels. This model use stress spectral decomposition method to model the different behavior of concrete in tensile and compressive loadings. Also, ClausiusDuhem inequality and the thermodynamics of irreversible processes are considered and conjugate forces of damage and healing are derived for a concrete beam. Gibbs potential energy is divided into three parts; elastic energy, damage energy and healing energy. In this regard, the model introduce damage and healing surfaces to detect damage and healing behaviors from elastic one. Then, two linear isotropic hardening functions are used in these surfaces for evolving of damage and healing variables. The verification of the solution is shown by solving an example for a simply supported beam having uniformly distributed the load. Finally, a result of a selfhealing concrete beam is compared to elastic one to demonstrate the capability of the proposed analytical method in simulating concrete beam behavior. The results show that for the specific geometry, the selfhealing concrete beam has 21% more weight tolerate, and the deflection of the entire beam up to failure load is about 27% larger than elastic solution under ultimate elastic load.