نام پژوهشگر: مصطفی زین‌الدینی

مقاوم سازی قابهای بتن مسلح در برابر زلزله با استفاده از میراگرهای ویسکوالاستیک و اصطکاکی
thesis دانشگاه تربیت معلم - تهران - دانشکده مهندسی 1390
  سید مهدی حسینی   جعفر کیوانی

با توجه به در خطر بودن جان بسیاری از انسانها در برابر زلزله و خسارتهای مالی این پدیده در زندگی آنها، امروزه دانشمندان بسیاری در زمینه مقاوم سازی ساختمان ها و ارائه روشهای جدید با کاربرد تکنولوژی های نوین تلاش می کنند. روشی که بخصوص در سالهای اخیر به آن توجه بیشتری شده است، استفاده از میراگرهای جاذب انرژی می باشد. در واقع با افزودن میراگرها به سازه میرایی سازه افزایش می یابد و پاسخ دینامیکی سازه در مقابل زلزله کاهش می یابد. مکانیزم عملکرد این وسایل به گونه ای است که مقدار زیادی از انرژی ورودی به سازه بر اثر بارگذاری دینامیکی را با اعمال خاصی از قبیل اصطکاک، تسلیم فلزات و یا استفاده از لزجت سیالات جذب و مستهلک می کنند. یکی از مزیت های اصلی این وسایل قابلیت تعویض آنها پس از وقوع زلزله های شدید می باشد. در این پژوهش ابتدا انواع میراگرها معرفی و مکانیزم عملکرد آنها شرح داده شده و در مورد تحقیقات و پژوهش هایی که در این راستا انجام شده بحث شده است. پس از آن با اضافه کردن دو نوع میراگر ویسکوالاستیک و اصطکاکی به چند سازه بتن مسلح و مدلسازی توسط نرم افزار idarc نتایج حاصل از این مقاوم سازی در پارامترهای جابجایی بام و خرابی سازه قبل و بعد از اضافه کردن این میراگرها به سازه بررسی شده است. ضمنا سعی شده با انتخاب شتابنگاشتهای مختلف، تغییر در تعداد طبقات و عرض دهانه های قاب بتن مسلح، شرایط مختلفی در نظر گرفته شود تا نتایج حاصل تنها به بازه خاصی از سازه ها محدود نگردد و نتیجه گیری به دست آمده از این پژوهش قلمرو وسیع تری را در بر گیرد.

تأثیرات جوش ترمیمی بر میدان تنش های پسماند و رفتار تناوبی لوله های فولادی فراساحلی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی عمران 1391
  صادق ارنواز یامچی   مصطفی زین الدینی

انجام جوشکاری ترمیمی در سازه های با اتصالات جوشی بعضاً امری اجتناب ناپذیر خواهد بود. به طور مثال این موضوع در سازه های فولادی تحت فشار و دمای بالا مانند لوله های فراساحل و یا مخازن فولادی و پالایشگاهی و یا نیروگاهی و یا در ترمیم سازه های فولادی آسیب دیده در زلزله متداول می باشد. در پژوهش حاضر به بررسی آثار جوشکاری ترمیمی بر استحکام سازه های فولادی (با تمرکز بر لوله های فراساحلی) با دو رویکرد تجربی و عددی پرداخته شده است. یادآور می شود، برای انجام مراحل مطالعه تجربی، تعدادی پانل مستطیلی که به صورت سر به سر با جوش نفوذی به یکدیگر متصل شده اند، تهیه گردید. یکی از پانل ها بدون ترمیم (صرفاً با جوش اصلی) و یکی با یکبار جوشکاری ترمیمی کلی و یکی با دوبار جوشکاری ترمیمی کلی و دو پانل دیگر یکی دارای یکبار جوشکاری ترمیمی موضعی و دیگری دارای دوبار جوشکاری ترمیمی موضعی می باشند. در این پانل ها اندازه گیری تنش پسماند با استفاده از دو روش سوراخ کاری و تقطیع انجام شده است. نتایج اندازه گیری با دو روش دارای تطابق نسبی مناسبی هستند. پس از اندازه گیری تنش پسماند در این پانل ها نمونه برداری از آنها انجام گردیده است. نمونه های تهیه شده از این پانل ها برای انجام آزمون خستگی پرچرخه و آزمون تعیین رفتار خرابی خمیری پیشرونده (ratcheting) و هم چنین آزمون تعیین رفتار نرم شوندگی و سخت شوندگی تناوبی اختصاص داده شده است. نمونه با یکبار ترمیم کلی رفتار خستگی پرچرخه بهبود یافته نسبت به سایر نمونه ها از خود نشان داده است. لیکن انجام دوبار ترمیم باعث تضعیف این رفتار شده است. هم چنین نمونه های با ترمیم کلی دارای مشخصه نرم شوندگی تناوبی و سایر نمونه ها دارای مشخصه سخت شوندگی تناوبی می باشند. همین تفاوت باعث ایجاد تغییرات متمایزی در رفتار خرابی خمیری پیشرونده ناشی از انجام جوشکاری ترمیمی در نمونه های آزمایشی شده است. برای انجام مرحله دیگری از مطالعات تجربی، دو پانل مستطیلی با هندسه مشابه با پنج پانل قبلی تهیه شده است. این دو پانل برای تعیین و بررسی کرنش های گذرای حین فرایندهای جوشکاری اصلی و ترمیمی در نظر گرفته شده است. برای این منظور روی پانل های یاد شده کرنش سنج هایی در طول فرایندهای جوشکاری اصلی، شیارکاری و ترمیم نصب گردیده که قادر به ثبت تغییرات کرنش ایجاد شده حین فرایندهای مذکور بوده اند. علاوه بر مطالعات تجربی، شبیه سازی عددی پنج پانل آزمایشی یاد شده برای بررسی تغییرات میدان تنش های پسماند ناشی از فرایند ترمیم انجام گردیده است. صحت سنجی نتایج شبیه سازی با تغییرات درجه حرارت ثبت شده حین جوشکاری ها که توسط ترموکوپل های نصب شده روش پانل ها حین آزمایش ثبت شده بود، انجام گرفته که تطابق خوبی بین این نتایج مشاهده شده است. هم چنین نتایج اندازه گیری تنش های پسماند با نتایج شبیه سازی مقایسه گردید. نتایج نشان داده تنش های پسماند طولی به خوبی توسط مدل المان محدود قابل پیش بینی است. لیکن تنش های پسماند عرضی در نمونه های با دوبار ترمیم دارای تفاوت هایی می باشد.

تأثیر روش چکش زنی بر کاهش معایب سازه ای ناشی از جوشکاری ترمیمی بر روی خطوط لوله فولادی دریایی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه هرمزگان - دانشکده مهندسی 1393
  مهدی ابراهیمی   مصطفی زین الدینی

انجام جوشکاری ترمیمی یکی از راهکارهای موثر و رایج برای رفع نقایص ناشی از جوشکاری نامناسب در حین ساخت و یا آسیب های وارده در طول دوران بهره برداری می باشد. لیکن جوش ترمیمی عموما" تأثیرات نامطلوب فراوانی بر میدان تنش های پسماند و مقاومت اتصال بر جای خواهد گذاشت. در اتصالات جوشی تنش های پسماند کششی نسبتاً بزرگی در نواحی مجاور جوش ا به وجود می آید که موجب کاهش مقاومت خستگی این اتصالات می شود. در صورتی که تنش های پسماند در لایه های سطحی نواحی جوش این اتصالات، از کششی به فشاری تغییر یابند، عمر خستگی اتصال به طور چشمگیری افزایش می یابد. چکش زنی فرآیندی است که می تواند با اعمال تغییر شکل پلاستیک لایه فشاری با عمق مناسبی را در پنجه جوش ایجاد نماید. این امر باعث کاهش یا حذف تنش های پسماند کششی و جایگزینی آن با تنش های پسماند فشاری در پنجه جوش می گردد. تأثیر روش چکش زنی بر توزیع تنش های پسماند خطوط لوله زیردریایی، تاکنون کمتر مورد توجه محققین و پژوهشگران قرار گرفته است. در بخش مطالعات آزمایشگاهی این تحقیق، پس از تهیه سه اتصال لوله ای فولادی به قطر 8 اینچ که دارای جوشکاری اصلی، ترمیم موضعی و ترمیم کلی می باشند بر روی عرشه دوبه لوله گذار و انتخاب 6 قطاع بر روی آنها، آزمون های اندازه گیری تنش های پسماند و تعیین عمر خستگی بر روی آنها در حالت های چکش زنی شده و فاقد چکش زنی، انجام گردیده و با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج این مطالعات آزمایشگاهی بیانگر بهبود قابل توجهی در میدان تنش های پسماند و افزایش 14 تا 66 درصد عمر خستگی نمونه ها پس از استفاده از عملیات چکش زنی می باشد.