بردار کمانش جانبی مهاربند: تعریف، استفاده از FEM و تجزیه و تحلیل پایداری BRB

بردار کمانش جانبی بریس چیست؟

بردار کمانش جانبی مجموعه ای از مقادیر جابجایی گره در طول مهاربند است که نشان دهنده انحراف جانبی نسبی هر گره زمانی است که مهاربند باعث ایجاد کمانش جانبی تحت فشار محوری می شود.

بردار دارای قدر جابجایی ثابت نیست. این فقط تعریف می کندالگوی شکلتغییر شکل کمانش: منحنی نیمه سینوسی تک برای کمانش جهانی مرتبه اول، منحنی های چند موجی برای حالت های کمانش بالاتر.

برای مهاربندهای فولادی باریک معمولی، بردار کمانش جانبی منعکس کننده کمانش خمشی نامحدود است. برای BRBها، مهندسان عمدتاً این بردار را بررسی می کنند تا بررسی کنند که آیا مجموعه مهاربند کلی (هسته + واحد مهار + اتصالات انتهایی) خطر کمانش سراسری خارج از صفحه را دارد، حتی اگر هسته داخلی طوری طراحی شده باشد که بدون کمانش موضعی در داخل آستین مهار کننده تسلیم شود.

چگونه مهندسان از بردار کمانش جانبی در گردش کار FEM استفاده می کنند

رایج ترین کاربرد آن استمعرفی نقص اولیهدر Abaqus و پلتفرم های FEM مشابه:

یک مرحله تحلیل خطی Buckle را برای حل حالت های کمانش مقدار ویژه اجرا کنید.

بردار کمانش جانبی حالت اول مهاربند را استخراج کنید.

این بردار جابجایی را با یک دامنه نقص مشخص (تحمل غیر مستقیم از استاندارد ساخت یا طراحی) مقیاس کنید.

شکل مقیاس شده را به عنوان نقص اولیه برای تجزیه و تحلیل استاتیکی یا چرخه ای غیرخطی بعدی به هندسه تزریق کنید.

بدون این نقص حالت شکل، یک مدل مهاربند کاملا مستقیم بار بحرانی مصنوعی بالایی را نشان می‌دهد و نمی‌تواند تقویت مرتبه دوم تغییر شکل جانبی تحت فشار را ثبت کند، که منجر به پیش‌بینی‌های عددی غیرمحافظه‌کار می‌شود.

بردار کمانش جانبی برای تجزیه و تحلیل BRB

BRB ها دستگاه های اتلاف انرژی لرزه ای هستند که برای تسلیم پایدار در هر دو حالت کشش و فشار طراحی شده اند. سیستم مهار خارجی از کمانش موضعی هسته فولادی جلوگیری می کند. با این حال، اگر سفتی مهار یا استحکام اتصال کافی نباشد، کل مجموعه BRB همچنان ممکن است دچار کمانش جهانی شود.

بردار کمانش جانبی به مهندسان کمک می کند تا دو سناریو خرابی را تشخیص دهند:

حالت کمانش متمرکز بر روی هسته مهاربند (کمش موضعی نامطلوب در داخل مهار کننده).

حالت کمانش جانبی سراسری واحد کامل BRB، که با اتصالات انتهایی و استحکام کلی مهار کنترل می‌شود.

هنگام بررسی گزارش‌های المان محدود BRB برای تأیید ساخت یا بررسی شخص ثالث، بازبینان همیشه تأیید می‌کنند که شکل ناقص انتخاب‌شده با اولین بردار کمانش جانبی مهاربند مطابقت دارد.

سوء تفاهم های رایج

بردار کمانش جانبی یک مقدار تغییر شکل ثابت نیست. این یک بردار شکل نرمال شده است.

این خمش جانبی خارج از صفحه را توصیف می کند، نه انحراف داخل صفحه یا کمانش پیچشی، مگر اینکه پیچش در حالت کمانش جفت شود.

BRB بررسی کمانش مهاربند را به طور کامل حذف نمی کند. خطر کمانش را از عضو اصلی به سیستم کلی منتقل می کند، جایی که بردار کمانش جانبی نشانگر اصلی تشخیصی باقی می ماند.