بررسی اثرات مصالح و پارامترهای شکل بر عملکرد فیوزهای برشی فولادی با رویکرد مفاهیم انرژی

Abstract

فیوزهای برشی فولادی به‌عنوان اعضایی با قابلیت جذب انرژی از طریق تغییرشکل‌های پلاستیک، می‌توانند از انتقال آسیب به اجزای اصلی سازه جلوگیری کنند. اما در مطالعات پیشین تمرکز صرفا روی هندسه شکل بوده و دو پارامتر هندسه شکل و مصالح فیوز به¬طور همزمان مورد بررسی قرار نگرفته¬اند. در این پژوهش علاوه بر‌ هندسه شکل به بررسی دو متریال دیگر با توان جذب انرژی بالاتر پرداخته شده است. در این پژوهش، رفتار فیوز برشی فولادی با مصالح مختلف (ss400 و ly225) و همچنین پارامترهای هندسی شکل شامل ضخامت (t)، طول ناحیه باریک‌شده فیوز (wl) و عرض ناحیه باریک‌شده (wt) بررسی شده است. بدین منظور با بهره‌گیری از نرم‌افزار آباکوس، تحلیل‌های عددی بر روی مدل فیوز انجام شد و نمودارهای هیسترزیس، سختی و میرایی در هر چرخه استخراج گردید. نتایج نشان داد فیوز برشی با مصالح ss400 عملکرد بهتری نسبت به سایر مصالح داشته و نسبت به مصالح مبنا، افزایش 131 درصدی در جذب انرژی را رقم زده است. همچنین در بین پارامترهای شکل، با افزایش ضخامت قطعه (t) میزان جذب انرژی مدل ‌بالا می‌رود، با افزایش wl میزان سختی، میرایی و جذب انرژی کاهش می¬یابد و همچنین پارامتر wt در بازة 19.1 تا 63.5 میلی¬متر عملکرد بهتری از نظر جذب انرژی دارد. بنابراین، می‌توان نتیجه گرفت که انتخاب صحیح مصالح و بهینه‌سازی ابعاد هندسی فیوز برشی، نقشی اساسی در افزایش پایداری، جذب انرژی و عملکرد لرزه‌ای این المان در سازه‌های فولادی ایفا می‌کند.