توضیحات
تحلیل روسازی انعطاف پذیر
چکیده
روسازی راه به دلیل قدمت دیرینهای که در جهان و نیز در ایران دارد. همواره از دیرباز مورد توجه مهندسین بوده است. به تدریج و با شکلگیری قالب استاندارد برای روسازیهای انعطافپذیر و صلب، لزوم تهیه برنامههای کامپوتری و تحلیل عددی روسازیها جهت صرف زمان کمتر و بررسی دقیقتر کاملاً اجتنابناپذیر مینمود. در این پروژه سعی بر آن بوده است که روسازی انعطافپذیر آسفالتی تحت اثر بارگذاری قائم در بالای رویه مورد بررسی قرار گرفته و توسط تئوری الاستیسیته و فرض ساده کننده روشش برمیستر جهت مدل لایهای، تئوری ریاضی مربوط بسط داده شده و پایههای یک برنامه کامپیوتری براساس آن شکل گرفته است.
نرمافزارهایی که با بهره جستن از تئوری لایهای اقدام به تحلیل رفتار خاک و محاسبه تنشها و تغییر مکانها مینمایند. همگی ملزم به رعایت فرضیات و قوانین خاص تئوری لایهای هستند. این شرایط بعضاً محدود کننده ممکن است باعث تقریبهای کوچک و یا بزرگی در جوابهای نهایی سیستم گردد.
روسازیهای انعطافپذیر را میتوان با استفاده از تئوری چند لایهای برمیستر تحلیل کرد. عمدهترین فرض تئوری فوق بینهایت بودن هر یک از لایهها در صفحه افقی است در این روش برای محاسبه پاسخ با توجه به فرض مهم تقارن محوری، یک تابع تنش فرض میشود که باید معادلات دیفرانسیل سازگاری و همچنین شرایط پیوستگی و مرزی را ارضاء کند. سپس از محاسبه این تابع تنش، میتوان تنشها و جابهجاییها را به دست آورد.
یافتن راه حل ریاضی مناب برای تحلیل روسازی، آشنایی کامل با مفاهیم و فرضیات این روش، انتخاب مناسب پارامترها و متغیرهای مسئله، تدوین پایههای نرمافزار کامپیوتری جهت ورود اطلاعات این روش ریاضی به کامپیوتر و ساختن یک محیط User friendly برای کنترل ورودیهای برنامه و ایجاد امکان هر گونه توسعه آتی در پیکره نرمافزار اهم از مواردی است که در این پروژه بدان توجه شده است.
۱۱۲صفحه فایل ورد فونت ۱۴ منابع دارد
پس از پرداخت آنلاین میتوانید فایل کامل این پروژه را دانلود کنید
فهرست عناوین
فصل اول ـ مروری بر انواع روسازی……………………………………………….. ۱۶……..
۱-۱- مقدمه………………………………………………………………………………………. ۱۷
۱-۲- تأثیر بارگذار و عوامل جوی بر سیستم روسازی……………………………………. ۱۷
۱-۳- عوامل مؤثر در طرح روسازیها………………………………………………………. ۲۰
۱-۴- روسازیهای انعطافپذیر……………………………………………………………… ۲۱
۱-۵- خلاصه و نتیجهگیری…………………………………………………………………… ۲۲
فصل دوم : کاهش عمر روسازی های انعطاف پذیر در اثر تغییرات شرایط چسبندگی بین لایه ها
با توجه به کرنش قائم روی خاک بستر ………………………………………………………………………. ۲۳
۱- مقدمه ……………………………………………………………………………………. ۲۴
۲- تاثیر بارهای افقی و اصطکاک بین لایه ای به عمر روسازی ها……………….. ۲۵
۳- تحلیل نظریه تاثیر شرایط بین لایه ای ……………………………………………… ۲۶
۴- انتخاب مدل و روش تحلیل………………………………………………………….. ۲۹
۴-۱ – مدل هندسی روسازی……………………………………………………………. ۲۹
۴-۲ – بارگذاری…………………………………………………………………………… ۳۱
۴-۳ – مدل تعیین عمر روسازی ها …………………………………………………….. ۳۳
۵- تحلیل تاثیر شرایط بین لایه ای مختلف بر روی عملکرد روسازی …………… ۳۳
۵-۱- تاثیر اجراء ضعیف اندود تک کت ( حالت اجرایی)………………………… ۳۴
عنوان صفحه
۵-۲- تاثیر کاهش اجراء ضعیف اندود پریمکت ( حالت ۳ اجرایی)…………….. ۳۵
۵-۳- تاثیر اجرای نامناسب اندودهای بین لایه ای ( حالت ۴ اجرایی)……………. ۳۷
۶- خلاصه و نتیجه گیری………………………………………………………………… ۳۹
فصل سوم: روشهای تحلیل روسازیهای انعطافپذیر………………………. ۴۱
۳-۱- مقدمه………………………………………………………………………………………. ۴۲
۳-۲- حل سیستمهای لایهای با استفاده از تئوری چند لایهای…………………………… ۴۲
۳-۱-۱- معادلات پایه………………………………………………………………………….. ۴۴
۳-۲-۲- شرایط مرزی و پیوستگی…………………………………………………………… ۴۷
۳-۳- حل سیستمهای لایهای با استفاده از روش اجزاء محدود…………………………. ۵۰
۳-۴- مقایسه روش چند لایهای با روش اجزاء محدود……………………………………. ۵۵
۳-۵- خلاصه و نتیجهگیری…………………………………………………………………… ۵۸
فصل چهارم: بررسی نرمافزار Kenlayer جهت تحلیل روسازیهای انعطافپذیر
۴-۱- تئوری نرمافزار…………………………………………………………………………… ۶۱
۴-۱-۱- سیستم چند لایهی الاستیک:………………………………………………………. ۶۱
۴-۱-۲- Super Position و تعیین پاسخها……………………………………………. ۶۲
۴-۱-۲-۱- تجزیه تنشها به مولفهها x و Y………………………………………………. 64
۴-۱-۲-۲- محاسبه تنشهای اصلی ………………………………………………………… ۶۵
۴-۱-۲-۳- محاسبه کرنش بحرانی………………………………………………………….. ۶۵
۴-۱-۳- آنالیز خرابی (Damage Anaysis)…………………………………………. 66
عنوان صفحه
۴-۱-۳-۱- معیار بحرانی شکست ترک کششی…………………………………………… ۶۶
۴-۱-۳-۲- معیار بحرانی شکست تغییر شکل حداکثر……………………………………. ۶۷
۴-۱-۳-۳- محورهای چندگانه………………………………………………………………. ۶۸
۴-۱-۴- لایههای غیرخطی……………………………………………………………………. ۷۰
۴-۱-۴-۱- مصالح دانهای……………………………………………………………………… ۷۰
۴-۱-۴-۱- تقسیم لایه به تعدادی زیر لایه………………………………………………….. ۷۲
۴-۱-۴-۱-۲- انتخاب نقطه مناسب جهت طراحی………………………………………… ۷۲
۴-۱-۴-۲- مصالح ریزدانه…………………………………………………………………….. ۷۴
۴-۱-۴-۳- نقطه تنش برای لایه غیرخطی………………………………………………….. ۷۷
۴-۲- نکات فنی راجع به Kenlayer……………………………………………………… 79
۴-۲-۱- اطلاعات عمومی نرمافزار…………………………………………………………… ۷۹
۴-۲-۱-۱- مصالح……………………………………………………………………………… ۷۹
۴-۲-۱-۲- آنالیز خرابی………………………………………………………………………. ۸۱
۴-۲-۱-۳- تعداد بازههای زمانی در هر سال………………………………………………. ۸۱
۴-۲-۱-۴- بارها………………………………………………………………………………… ۸۱
۴-۳- خلاصه و نتیجهگیری…………………………………………………………………… ۸۲
فصل پنجم ـ بررسی نرمافزار (TUPAS) جهت تحلیل روسازیهای انعطافپذیر
مقدمه………………………………………………………………………………………………. ۸۵
۵-۱- تئوری نرمافزار…………………………………………………………………………… ۸۶
عنوان صفحه
۵-۱-۱- سیستم لایهای…………………………………………………………………………. ۸۷
۵-۱-۲- برهم نهی بارها و تعیین پاسخها…………………………………………………… ۸۷
۵-۲- نکات فنی…………………………………………………………………………………. ۸۹
۵-۳- خلاصه و نتیجهگیری…………………………………………………………………… ۹۱
فصل ششم ـ مقایسهی عملکرد و نتایج حاصل از نرمافزارهای TUPAS و KENLAYER
۶-۱- مقدمه………………………………………………………………………………………. ۹۴
۶-۲- شرح چند مثال…………………………………………………………………………… ۹۴
۶-۲-۱- شرح مسئله با چرخ منفرد…………………………………………………………… ۹۴
۶-۲-۲- شرح مسئله با چرخ چندگانه……………………………………………………….. ۹۴
۶-۳- حل چند مثال…………………………………………………………………………….. ۹۵
۶-۳-۱- حل مسئله ۳ لایهای تحت بارگذاری تک چرخ………………………………… ۹۵
۶-۳-۲- حل مسئله ۳ لایهای تحت بارگذاری ناشی از یک محور سه گانه…………… ۹۶
۶-۳-۳- حل مسئله ۳ لایه غیرخطی ناشی از بارگذاری تک چرخ…………………….. ۹۸
۶-۴- آنالیز حساسیت………………………………………………………………………… ۱۰۰
۶-۴-۱- آنالیز خطی…………………………………………………………………………. ۱۰۱
۶-۴-۱-۱- سیستم سه لایهای………………………………………………………………. ۱۰۱
۶-۴-۱-۲- تاثیر ضخامت لایه……………………………………………………………… ۱۰۳
۶-۴-۱-۳- تاثیر مدول لایهها………………………………………………………………. ۱۰۴
۶-۴-۲- آنالیز غیرخطی…………………………………………………………………….. ۱۰۶
فصل هفتم ـ جمعبندی و نتیجهگیری………………………………………………………. ۱۰۸
۷-۱- خلاصه………………………………………………………………………………….. ۱۰۹
۷-۲- نتیجهگیری……………………………………………………………………………… ۱۱۱
۷-۳- پیشنهادات………………………………………………………………………………. ۱۱۱
منابع و مراجع………………………………………………………………………………….. ۱۱۳
-۲- بارگذاری
حداکثر کرنشها و تغییر شکلها وقتی به وجود میآید که بار محوری قرار گرفته روی روسازی حداکثر بار مجاز باشد که امکان عبور از مسیر دارد. بارگذاری انتخاب شده براساس «آییننامه بارهای مجاز روسازی ایران» است ]۵[. بارهای محوری ۲/۸، ۱۳ و ۲۱ تن و فشار ثابت سطح تماس برای این بارگذاریها برابر ۵/۵ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع در نظر گرفته شده است و تنها شعاع چرخهای مورد استفاده در این تحلیل تغییر داده شدهاند.
-۱- خلاصه
پروژه مذکور رفتار خطی و غیرخطی لایههای خاک را تحت اثر بارگذاری چرخهای وسیله نقلیه در سطح روسازی مورد بررسی قرار داده و نرمافزار و روشهای ریاضی موجود را جهت تحلیل روسازیها معرفی مینماید.
۱- هر گونه بارگذاری اعم از تک چرخ یا چند چرخ توسط این روش قابل آنالیز میباشد. جهت تحلیل تحت بارگذاری محورهای دوگانه و سهگانه از قاعده Super Position استفاده میشود. با کمک این اصل هرگونه بارگذاری روی روسازی آسفالتی قابل تعریف میباشد.
۲- مصالح جهت معرفی به این روش ریاضی به سه دسته اصلی مصالح خطی الاستیک، غیرخطی الاستیک و ویسکوالاستیک تقسیم می شوند. در حالت خطی و الاستیک روش بر میستر به صورت مستقیم قابل استفاده است و از معادلات مشروح که ذکر آنها گذشت، تنشها و تغییر مکانها در خاک بدست می آیند. در حالت غیرخطی ابتدا نوع مصالح از نظر دانهای و ریز دانه بودن مورد بررسی قرار گرفته و با محاسبه پارامتر ، مسئله تبدیل به حالت خطی الاستیک اصلاح شده میگردد و در حالت جدید حل میگردد این تکرار تا آنجا ادامه خواهد داشت که جوابهای بدست آمده برای مسئله همگرا شوند.
۳- نرمافزار Kenlayer جهت تحلیل روسازیهای انعطافپذیر و به زبان فرترن ۷۷ نوشته شده است. با این برنامه می توان حداکثر ۱۹ لایه خاک را تحلیل نمود و پاسخها را در حداکثر ۱۹۰ نقطه بدست آورد.
خواص خطی یا غیرخطی بودن مصالح، ویسکوالاستیک بودن، تعریف پریودهای زمانی استفاده از بارگذاری چند محوره همگی در این نرمافزار وجود دارد.
۴- نرمافزار TUPAS جهت تحلیل روسازیهی انعطافپذیر و با بهره بردن از ابزار قوی ریاضی Matlab نوشته شده است. با این برنامه میتوان حداکثر ۱۰ لایه خاک را تحلیل نمود و تنشها و تغییر مکانها را در ۱۵۰ نقطه بدست آورد. جوابهای بدست آمده از این برنامه تقریبا از دقت مناسبی برخوردار است باتوجه به در اختیار بودن کدهای برنامه فوق، امکان اعمال تغییرات و در هر یک از قابلیتهای مختلف آن همواره وجود دارد. برنامه فوق، مصالح خطی و غیرخطی و بارگذاریهای ناشی از چند محور را تحلیل مینماید.
۵- روش حل لایهای برای مصالح خطی الاستیک، جوابهای خوب و نسبتا دقیقی را بدست میدهد ولی در آنالیز غیرخطی به دلیل فرض اساسی سیستم لایهای مبنی بر حل خطی، در لایههای غیرخطی اصطلاحا نقاط تنشی تعریف می شوند و دوباره مسئله خطی فرض می شود که این فرض با توجه به رفتار واقعی لایههای خاک از نظر تئوری فرض درستی نیست.
در چنین شرایطی برنامههایی که به روش اجزاء محدود اقدام به تحلیل روسازی مینمایند، جوابهای دقیقتری را احتمالا بدست خواهند داد. چرا که این روش، شرایط موجود را همانگونه که هست درنظر میگیرد. با این وجود به خاطر تأثیر ناچیز تبدیل مصالح غیرخطی به مصالح خطی در جوابهای نهایی روش لایهای بسیار مطلوبتر مقبولتر جلوه میکند.
۶- یکی از نقاط قوت آنالیز لایهای، فرض نیمه بینهایت محیط خاک میباشد که تا حد زیادی با واقعیت سازگاری دارد در حالی در روش اجزاء محدود به دلیل نیاز به المانبندی لایهها، باید حتما ابعاد و عمق معینی را به کار برد.
۷-۲- نتیجهگیری
با مطالعات و تحقیقات انجام شده بروی حل سیستمهای لایهای و بهرهگیری از تئوری بر میستر، نرمافزار TUPAS پیکره اصلی خود را شکل داده است. عاری از نقص نمی باشد، چرا که ماهیت این تحقیق به گونه ای است که اینگونه عیوب و نواقص را در حین انجام کار و به بهرهبرداری رساندن نتیجه آن میطلبد. آنچه در این میان بیش از هر مطلب دیگری مهم و درخور توجه است، در دست داشتن یک برنامه کامپیوتری است که بتوان با آگاهی کامل از کدها و مقادیر ورودی و خروجی به کار رفته در آن، هر زمان هرگونه تغییری را در ساختار اصلی آن اعمال نموده و نیاز معینی را مرتفع کرد.
۷-۳- پیشنهادات
برای رسیدن به جوابهای دقیقتر، پیشنها میگردد، علاقهمندان به این موضوع نسبت به حل انتگرال تقریبا پیچیده موجود در روش لایهای بر میستر ابتکار عمل و خلاقیتهای دیگری به خرج دهند و بتوانند در نهایت جوابهای منطقیتر و دقیقتری را از سیستم دریافت نمایند. برای درنظر گرفتن شرایط ویسکوالاستیک در لایههای خاک در برنامه مذکور فعلا تدبیری اندیشیده نشده است، بجاست در این مورد نیز علاقهمندان اقدام به تکمیل بخشهای مربوط به این خاصیت خاک نمایند تا برنامه بتواند پاسخهای سیستم ویسکوالاستیک را نیز ارائه نماید. محیط گرافیکی و Visual برنامه، کنترل روی مقادیر ورودی اطلاعات، امکانات چاپ نتایج در خروجیهای مختلف برنامه، همگی از مواردی است که در نسخ بعدی این برنامه میتوانند لحاظ گردند و اطلاعات و اصلاحات قبلی را کاملتر و کاربردیتر نمایند. در خاتمه پیشبینی می شود چنانچه بخشهای مختلف این برنامه مطالعات جداگانه و گستردهتری صورت گیرد نرمافزار کوچک و ساده مذکور (TUPAS) میتواند در آینده به عنوان یک مرجع مناسب در اختیار قرار گیرد……………………..
بلافاصله بعد از پرداخت موفق میتوانید فایل کامل این پروژه را با سرعت و امنیت دانلود کنید
نقد وبررسی
نقد بررسی یافت نشد...