آنالیز عددی مودهای شکست به روش المان محدود برای تیرهای بتن مسلح تحت بار ضربه‌ای

یکی از مشکلات بتن رفتار ترد، مقاومت کششی پایین و گسترش سریع ترک‌ها در معرض بارهای ضربه‌ای است که علاوه بر آسیب‌دیدگی خود می‌تواند به سازه‌های اطراف به دلیل از هم ‌پاشیدگی صدمه وارد نماید. در این مقاله مودهای شکست تیرهای بتن مسلح تحت بار ضربه‌ای بر اساس روش آزمایشگاهی و شبیه‌سازی عددی پیش‌بینی و آنالیز شده است. شاخص عملکردی مهم برای ارزیابی سطوح خرابی تیرهای بتن مسلح بیشترین تغییر شکل وسط دهانه تیر و بیشترین بار ضربه‌ای است. بدین منظور تست آزمایشگاهی ضربه‌ای سقوط آزاد چکش با استفاده از روش عددی المان محدود غیرخطی به کمک نرم‌افزار ls-dyna شبیه‌سازی شده است. مدل عددی ارائه‌شده در این مقاله می‌تواند برای پیش‌بینی دقیق تخریب بتن تحت بارگذاری‌های ضربه‌ای و در نتیجه تقویت مقاومت فشاری بتن بدون هدر رفت هزینه‌ها در تست‌های مخرب مورد استفاده قرار گیرد. مقدار ماکزیمم جابجایی وسط دهانه تیر در تست ضربه و در شبیه‌سازی عددی کمتر از 8% اختلاف دارند که نشان‌دهنده انطباق خوب نتایج به دست آمده است. کانتور کرنش پلاستیک بتن مسلح نمونه تست s1616 نشان‌دهنده تطابق مودهای شکست خمشی با نتایج تست آزمایشگاهی بار ضربه‌ای در ارتفاع سقوط m.0.15 است.

numerical analysis of failure modes by finite element method for reinforced concrete beams under impact load

one of the problems of concrete is its brittle behavior, its low tensile strength and the rapid propagation of cracks under impact loads, which, in addition to their own damage, can also damage the surrounding structures through degradation. in this work, the failure modes of reinforced concrete beams under impact loading were predicted and analyzed based on experimental and numerical simulation methods. an important performance index for evaluating the failure modes of reinforced concrete beams is the maximum mid-span deflection and the maximum impact load. for this purpose, the experimental drop hammer test was simulated using the non-linear finite element method in the ls dyna software. the numerical model presented in this article can be used to accurately predict the destruction of concrete under impact loads and thus strengthen the compressive strength of concrete without wasting costs in destructive tests. the maximum deflection in the middle of the span in the impact test and in the numerical simulation differ by less than 8%, which indicates good agreement between the results obtained. the plastic strain contour of the reinforced concrete specimen s1616 shows the agreement of the bending failure modes with the results of the experimental test at a drop height of 0.15 m.