رفتار تیرهای ترک خورده تحت بارهای متحرک

تیرها یکی از مهمترین اجزای سازه ای هستند که به صورت گسترده مورد بررسی قرار گرفته اند. پژوهش های بسیاری به مطالعه ی تاثیر بارهای متحرک بر روی رفتار دینامیکی تیرها اختصاص یافته است. از طرفی تاثیر ترک بر روی رفتار دینامیکی تیر نیز توجه بسیاری را به علت اهمیت موضوع در حوزه مهندسی عمران و مکانیک به خود جلب کرده است. در بسیاری از مسائل مهندسی، گسترش ترک ناشی از پدیده ی خستگی و شکست ترد از نگرانی های مهم می باشد. ضریب شدت تنش (sif) یک شاخصی از ترک می باشد که شدت تنش در محدوده ی ترک را مشخص می کند. در سیستم الاستیک خطی، سازه ها بوسیله ضریب شدت تنش برای ترک های موجود یا فرضی بررسی و کنترل می شوند. اثر ضریب شدت تنش زمانی که تیر تحت بار متحرک قرار می گیرد، شدیدتر می شود. بارهای متحرک تغییرمکان ها و تنش های بزرگتری نسبت به بارهای استاتیکی ایجاد می کنند. این مسئله برای تیر سالم و بدون ترک بصورت گسترده بررسی شده در صورتی که در تیرهای ترک دار این مطالعات کمتر بوده ولی بسرعت در حال گسترش می باشد. وجود ترک بر روی خواص مکانیکی و مقاومت تیر نیز اثر می گذارد به خصوص اگر تیر تحت بار متحرک باشد. از انواع بارهای متحرک که بسیار حائز اهمیت می باشند، بار متحرک با مقدار ثابت و هارمونیک می باشند. در این رساله اثر بار متحرک با مقدار ثابت و هارمونیک بر روی ضریب شدت تنش(sif) برای ترک لبه ایی یگانه در یک تیر اویلر- برنولی فاقد میرایی با شرایط تکیه گاهی ساده مورد بررسی قرار گرفته است. وجود ترک در تیر یک انعطاف پذیری موضعی ایجاد می کند که باعث تغییر در رفتار دینامیکی تیر می شود. برای بدست آوردن بار معادل روی تیر از روش آنالیز مودال و برای محاسبه ضریب شدت تنش از روشی مبتنی بر مکانیک شکست با فرض رفتار الاستیک خطی استفاده شده است. تاثیرات مکان بار، اندازه ترک، مدت زمان بارگذاری، سرعت و فرکانس بار متحرک بر روی مقدار sif مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان دهنده ی این می باشد که ضریب شدت تنش تابعی از زمان، سرعت و فرکانس بار متحرک و مکان و اندازه ترک می باشد.