بررسی تجربی و عددی در مورد انتخاب شکل دهنده های مناسب پالس برای آزمایش نمونه های بتونی توسط دستگاه تقسیم فشار نوار هاپکینسون

قیمت: 44,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

بررسی تجربی و عددی در مورد انتخاب شکل دهنده های مناسب پالس برای آزمایش نمونه های بتونی توسط دستگاه تقسیم فشار نوار هاپکینسون

عنوان لاتین

Experimental and numerical study on choosing proper pulse shapers for testing concrete specimens by split Hopkinson pressure bar apparatus

رفتار دینامیکی نمونه های بتونی به صورت آزمایشگاهی و به صورت عددی به وسیله آزمون های فشار هپکینسون فشار (SHPB) مورد بررسی قرار گرفت. به منظور تعیین دقیق خواص دینامیکی مواد شکننده مانند بتن، نمونه ها باید با بارگذاری پالس خاصی که می توانند با استفاده از شکل دهنده های پالس تولید شوند، قرار گیرند. انتخاب ابعاد شکل دهنده پالس مناسب برای به دست آوردن تعادل تنش دینامیکی، دستیابی به سرعت فشار ثابت و به حداقل رساندن نوسانات پالس در نمونه های بتنی است. برای این منظور، آزمایشات SHPB برای نمونه های بتنی انجام می شود و پارامترهای موثر در شکل دادن به پالس ها مانند سرعت نوار ضربه گیر، قطر و ضخامت شکل دهنده پالس از لحاظ آزمایشگاهی و عددی مورد بررسی قرار می گیرند. در این راستا، مقاومت فشاری دینامیکی، مدول الاستیسیته، چقرمگی و رفتار خسارت نمونه های بتنی به صورت نادرست مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج عددی که توسط داده های آزمایشی تایید شده است، برای ارائه راهکارهای کلی جهت انتخاب ابعاد شکل دهنده های پالس برای نمونه های بتنی در آزمون SHPB استفاده می شود. نتایج نشان می دهد که استفاده از یک قطر نسبتا کوچک و ضخیم قطبی به عنوان یک نمونه مناسب برای آزمایش نمونه های بتونی پیشنهاد شده است. بر اساس یافته های این تحقیق، اگر یک شکل دهنده مناسب پالس برای آزمایش نمونه بتونی در یک سرعت مشخص مشخص شده باشد، برای سایر مقادیر کرنش، سطح مقطع عرضی و همچنین ضخامت شکل دهنده پالس باید متناسب با نوار استریکر باشد سرعت که مربوط به نرخ فشار در نمونه است.

Dynamic behavior of concrete specimens is investigated experimentally and numerically by split Hopkinson pressure bar (SHPB) tests. In order to accurately determine dynamic properties of brittle materials such as concrete, specimens should be subjected to particular pulse loading that can be generated by using pulse shapers. Choosing proper pulse shaper dimensions helps to obtain dynamic stress equilibrium, achieve constant strain rate and minimize pulse oscillation in the concrete specimens. To this end, SHPB tests are performed for concrete specimens and effective parameters on shaping pulses such as striker bar velocity, diameter and thickness of the pulse shaper are studied experimentally and numerically. In this regard, dynamic compressive strength, modulus of elasticity, toughness and damage behavior of the concrete specimens are calculated incorrectly if improper pulse shaper is used. Numerical results validated by the experimental data are used to provide general guidelines to properly choose dimensions of the pulse shapers for the concrete specimens in the SHPB test. Results show that use of a relatively small diameter and thick pulse shaper is suggested as a proper one for testing concrete specimens. Based on the findings of this research, if a proper pulse shaper is available for testing the concrete specimen in a specified strain rate, for other strain rates the cross sectional area as well as thickness of the pulse shaper should be changed proportional to the striker bar velocity that is related to the strain rate in the specimen.