تحلیل دینامیکی غیرخطی سازه های تحت اثر انفجار به روش آنالیز مودال اصلاح شده

در سیستم های دینامیک غیرخطی به دلیل تغییر در ماتریس سختی و عوض شدند مقادیر و بردارهای ویژه در گام های زمانی روش کارایی آنالیز مودال عادی کارآیی خود را از دست می دهد. در این کار تحقیقی برای استفاده از آنالیز مودال در حل معادله تعادل دینامیکی یک سیستم غیرخطی، آثار ناشی از غیرخطی بودن سیستم را که در ماتریس سختی اتفاق می افتد، بعنوان بار خارجی مجازی در سمت راست معادله تعادل دینامیکی اعمال نموده و با یک روش گام به گام عددی پاسخ سازه در سیستم مختصات مودال بدست می آید و با انتقال به مختصات هندسی سیستم پاسخ دینامیکی غیرخطی سازه در کلی ترین حالت بارگذاری حاصل می شود. مقایسه بین پاسخ سازه برای بارگذاری انفجار به دو روش انتگرال گیری مستقیم و روش آنالیز مودال اصلاح شده نشان می دهد که همخوانی بسیار مناسبی بین پاسخ های دو روش وجود دارد. در روش آنالیز مودال با لحاظ مودهای کمتر هم جوابها از دقت خوبی برخوردارند. در سیستمهای با درجات آزادی زیاد، روش آنالیز مودال اصلاح شده، به دلیل لحاظ کردن مودهای کمتر زمان کمتری برای تحلیل به خود اختصاص می دهد که این امر مزیت عمده این روش می باشد. البته لازم به ذکر است که از روش مود-شتاب برای افزایش همگرایی با تعداد مودهای کمتر در آنالیز مودال استفاده می شود. در بخش دیگری از این کار پژوهشی با مطالعه روی بارگذاری انفجار و در نظر گرفتن جزئیات لازم آن برای تحلیل مفهوم فاصله بحرانی انفجار برای یک سازه تعریف مس شود. فاصله بحرانی انفجار عبارت است از حداکثر فاصله ای از مرز سازه که با انفجار یک بمب مشخص می شود در آن فاصله سازه ناپایدار می شود. فاصله بحرانی انفجار بعنوان شاخصی از رفتار سازه در برابر بارهای انفجاری عمل می کند. برای ارزیابی فاصله بحرانی انفجار در قابهای خمشی بتنی و فولادی تعداد 22 سازه مورد بررسی قرار می گیرند و با تحلیل دینامیکی غیرخطی این سازه ها باری بارهای انفجاری گوناگون در فواصل مختلف سازه ها، ناپایداری سازه ها کنترل می شود و فاصله بحرانی انفجار برای سازه های مورد مطالعه بدست می آید. در نهایت با کار آماری روی سازه های مطالعه شده رابطه ای برای فاصله بحرانی انفجار ارائه می شود که مقدار آن را برحسب نوع بمب ، پریود طبیعی موثر سازه ها و فاصله عرضی قاب ها ارائه می دهد.