Надежность

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 13587 (2022) Цитировать эту статью

871 Доступов

5 цитат

Подробности о метриках

Большинство существующих исследований рассматривают детерминированный численный анализ при работе со структурными моделями. Однако результаты испытаний показывают, что в большинстве случаев существуют неопределенности в отношении некоторых факторов, таких как случайность материала и отсутствие опыта. Таким образом, предложение вероятностных моделей проектирования привлекло внимание исследователей из-за их важной роли в прогнозировании точных характеристик конструкций. Цель предлагаемой работы состоит в том, чтобы рассмотреть основанный на надежности анализ при численном моделировании клееных балок, армированных углепластиковыми пластинами, а также неармированных клееных балок, рассматривая свойства используемого древесного материала как случайные величины, имеющие среднее значение и стандартное отклонение, принимая во внимание, что Результаты этого исследования показали, что индекс надежности эффективно работает как предел, контролирующий процесс. Модель критерия урожайности Хилла принята на основе данных, полученных в результате экспериментальных испытаний, для проверки моделей. Кроме того, предлагается детальное сравнение армированных и неармированных клееных балок, чтобы увидеть эффект от использования углепластиков в качестве армирующего материала. Результаты этого исследования успешно дали глубокое понимание того, как неопределенности играют решающую роль в результирующих деформациях и напряжениях, в которых они были основаны, путем сравнения детерминистического и вероятностного численного анализа.

Использование древесины в качестве строительного материала является одним из старейших методов проектирования конструкций, особенно в случае конструкций, несущих большой собственный вес, поскольку она имеет относительно высокое соотношение прочности и веса, а также может считаться очень устойчивым материалом. В последние десятилетия растет интерес к применению древесины в строительных проектах из-за ее способности противостоять динамическим нагрузкам и ее механических характеристик, поэтому проводится множество исследовательских работ1,2,3,4,5.

В настоящее время наблюдается значительный рост производства различных конструкционных изделий из древесины. Клееный брус (клееный брус) является одним из тех продуктов, которые считаются одним из самых эффективных композитных строительных материалов6. Эти разработанные предметы состоят из разных слоев древесины, которые соединены вместе с помощью высокопрочного клея, образуя единое целое. Принимая во внимание, что этот процесс уменьшает естественный рост, такой как сучки, в древесном материале7,8,9.

Фактически, тема клееных балок в последние десятилетия привлекла многих исследователей, что привело к различным экспериментальным испытаниям таких продуктов. В исследовании Аншари и др.10 блоки прессованной древесины (CW) использовались для укрепления клееных балок, а образцы были испытаны позже. Исследование доказало, что использование CW в качестве армирующего материала экономически и экологически эффективно. Возможность изготовления клееных деревянных балок была изучена Бурро и др.11, цель состояла в том, чтобы найти факторы склеивания, которые обеспечивают удовлетворительное поведение клееной древесины. Результаты испытаний на расслоение показали, что параметры склеивания необходимо регулировать в зависимости от порода древесины. Наваратнам и др.12 представили экспериментальное исследование по изучению механических характеристик клееного стержня (GIR), встроенного в балку из клееной древесины (GLT), где результаты испытания на выдергивание показали, что разрушение произошло на границе раздела. Проскальзывание GIR по GLT и расслоение связи при сдвиге. Исса и Кмейд13 провели экспериментальное исследование с целью выявить влияние введения армирующих материалов на клееные деревянные балки, в ходе которого было обнаружено, что армирование играет важную роль в изменении режима разрушения с хрупкого на пластичный и несущей способности балок. усиленные балки также были увеличены. Другое экспериментальное исследование клееных балок было проведено Рескальво и др.14, рассматривая углеродные композиты в качестве армирующих материалов, и исследование пришло к выводу, что тип и положение арматуры напрямую влияют на механическое поведение всего элемента. Морин-Бернар и др.15 исследовали влияние профиля шипового соединения ламинированных балок из твердой древесины на прочность на разрыв, и предполагается, что исследуемые породы могут подходить для производства GLT с высокой прочностью на разрыв.