---

فلزات دارای ساختاری کریستالی می¬باشند و جریان پلاستیک در آنها، محدود به صفحات کریستالی خاص و در جهات خاصی واقع در این صفحات است. در این مکانیزم، ناهمگونی میکروساختار و اثرات تغییر در جهات کریستالی نقش اساسی را در رفتار ماده ایفا می¬کنند. در این مقاله برای بررسی اثر جهات کریستالی و بافت ماده، از معادلات ساختاری کریستال پلاستیسیته برای شبیه¬سازی استفاده شده است. ابتدا به¬کمک روش ورونی فضای شبیه¬سازی به دانه¬های کریستالی افراز می¬گردد تا ناهمگونی ریزساختار به بهترین نحو ممکن در شبیه¬سازی اعمال شود. در ادامه، از روش دینامیک مولکولی برای استخراج ثوابت الاستیک مورد نیاز استفاده می¬شود. در انتها، رفتار فلز آهن تحت بارگذاری کشش ساده با روش کریستال پلاستیسیته در المان محدود بر روی مدل ورونی شبیه¬سازی و نتایج حاصل از آن با نتایج تجربی مقایسه می¬گردد. تطابق خوب بین نتایج حاصل از روش عددی با نتایج تجربی موید مناسب بودن مدل عددی ارایه شده می باشد.

---

مقاله‌ی حاضر به مطالعه‌ی تحلیلی تغییرشکل الاستیک-پلاستیک استوانه‌ی مرتبه‌ای هدفمند دوار می‌پردازد. تحلیل بر پایه‌ی نظریه‌ی تغییرشکل‌های کوچک و برای حالت کرنش-صفحه‌ای انجام شده است. مدول الاستیسیته، چگالی و تنش تسلیم به‌صورت توابع توانی از مختصه‌ی شعاعی فرض شده‌اند. از پلاستیسیته‌ی ایده‌آل وابسته به معیار تسلیم ترسکا برای تحلیل تغییرشکل پلاستیک استفاده شده است. برای ارزیابی و اعتبارسنجی تحلیل‌ها، نتایج عددی با نتایج مشابه مربوط به حالت‌های خاص (استوانه‌ی همگن و استوانه‌ی هدفمند با چگالی و تنش تسلیم ثابت) که در مراجع پیشین موجود هستند، مقایسه و اعتبار نتایج نشان داده شده است. آن‌گاه اثر تغییر چگالی و تنش تسلیم، که در پژوهش‌های پیشین از آن چشم‌پوشی شده، بر تغییرشکل الاستیک-پلاستیک استوانه‌ی هدفمند دوار بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد چشم‌پوشی از تغییر چگالی و تنش تسلیم، نه‌تنها می‌تواند در اندازه‌ی جا‌به‌جایی شعاعی و مؤلفه‌های تنش و کرنش محاسبه شده، بلکه حتی در پیش‌بینی مکان شروع تسلیم و روند گسترش ناحیه‌ی تغییرشکل پلاستیک نیز خطای قابل توجهی را به‌همراه داشته باشد.

---

الگوی سخت‌شوندگی جنبشی شابوش عموماً برای بررسی رفتار خمیری مواد در بارگذاری‌های چرخه‌ای و یکنوا با نرخ کرنش ایستاسان مورد استفاده قرار می‌گیرد. از آنجا که الگوی شابوش مستقل از نرخ کرنش می باشد و ثابت‌های آن از آزمایش ایستاسان تعیین می‌گردند، این الگو توانایی پیش بینی رفتار ماده در نرخ کرنش‌های بالا را از دست می دهد. ازسوی دیگر، رفتار پویای مواد حتی در برخی از بارگذاری های چرخه‌ای عموماً وابسته به نرخ کرنش می‌باشد. در این تحقیق با انجام آزمایش‌های ایستا سان و پویا در نرخ کرنش‌های گوناگون ثابت‌های الگوی شابوش تعیین و با استفاده از ثابت های به دست آمده اثر نرخ کرنش در الگوی شابوش در نظر گرفته می شود. همچنین، با استفاده از شبکه عصبی ساختگی نمودارهای تنش-کرنش برای نرخ کرنش‌های گوناگون پیش بینی و با نتیجه‌های آزمایشی مورد مقایسه قرار می‌گیرند. نتیجه‌ حاصل از الگوی پیشنهادی با نتیجه‌ های آزمایش و شبکه عصبی همخوانی قابل قبولی را نشان می‌دهند. دراین مقاله نشان داده می‌شود که ثابتهای الگوی خمیری شابوش با نرخ کرنش تغییر می‌کنند و نیز اگر شبکه عصبی به طور صحیح آموزش داده ‌شود از آن می‌توان برای میانیابی داده‌های آزمایشی استفاده نمود.

---

وقتی ضخامت تیر یک‌سرگیردار به میکرون تقلیل می‌یابد، رفتار مکانیکی تیر تحت تاثیر ابعاد ماده و مقیاس طول داخلی قرار می‌گیرد. هدف از این مقاله، تحلیل خمش میکرو تیر یک‌سرگیردار و ارائه‌ رابطه‌ای برای خیز تیر ذکر شده با استفاده از تئوری پلاستیسیته گرادیان کرنش چن – ونگ می‌باشد. مدل تیر مورد استفاده برای شبیه سازی سازه تیر، مدل اویلر‌‌- برنولی است که در سه حالت الاستیک، صلب – پلاستیک و الاستو پلاستیک مورد تحلیل قرار گرفته است و روابط دقیقی برای کرنش‌های الاستیک و پلاستیک ارائه شده‌است. خیز تیر برای هر سه حالت، به ازای طول مشخصه های مختلف و بارگذاری‌های متفاوت بدست آمده است و نتایج حاصل با یکدیگر و نیز با نتایج حاصل از تجربیات آزمایشگاهی مقایسه شده و تحلیل‌هایی ارائه شده‌اند. هم‌چنین نتایج حاصل از تئوری کلاسیک برای مشخص کردن ناتوانی این تئوری در پیش-بینی دقیق رفتار مواد در اندازه‌های میکرون یا پایین‌تر نیز رسم‌شده‌اند. نتایج بدست آمده نشان دهنده‌ وابستگی جواب‌ها به حدود ابعاد و طول مشخصه می باشد. هم‌چنین مقایسه نتایج حاصل از این تحقیق و نتایج تجربی، نشان‌دهنده صحت تقریبی تئوری گرادیانی به‌کار گرفته شده است.

---

ماهیت ناهمسان‌گرد دانه‌های موجود در بافت فلزات ‌کریستالی سبب به وجود آمدن ناسازگاری بین دانه‌ها در هنگام تغییرشکل می‌شود. این پدیده با کوچکتر شده مقیاس تا حد میکرو و مزو، تشدید می‌شود. ناهمگنی موجود در تغییرشکل در مقیاس میکرو را با قوانین بنیادی تئوری پیوسته پلاستیسیته نمی‌توان مورد بررسی قرار داد. در این مطالعه رفتار تغییرشکل لغزشی فولاد ضدزنگ آستنیتی ۳۱۶L در مقیاس‌های یاد شده با استفاده اجزاء محدود کریستال پلاستیسیته مدل‌سازی شده است. فرمول‌بندی مدل ماده با استفاده از زیربرنامه UMAT به نرم افزار آباکوس معرفی شده است. اعتبارسنجی با استفاده از مقایسه نتایج حل به روش کریستال پلاستیسیته حاصل از آباکوس با نتایج تحلیلی حاصل نرم افزار متلب، انجام شده است. نتیجه مقایسه حاکی از تطابق خوب نتایج عددی و تحلیلی می‌باشد. در بخش دوم مدل‌سازی آزمون کشش روی نمونه فولاد ضدزنگ حاوی یک دانه به روش اجزاء محدود کریستال پلاستیسته انجام شده است و با نتایج تجربی مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که رفتار تغییرشکل و موضعی شدن تک‌کریستال با روش پیشنهاد شده قابل پیش بینی بوده در حالیکه روش اجزاء محدود ماکرومکانیک از شناسایی این رفتارها ناتوان می‌باشد. در بخش پایانی، مدل پلی‌کریستال میکروساختار با تعداد ۱۰ دانه تولید شد. ‌با تعریف جهات کریستالی متفاوت برای مدل میکروساختار تولید شده، تحلیل اجزاء محدود کریستال پلاستیسیته روی آن صورت گرفت. نتایج حاکی از غیریکنواخت بودن تغییرشکل در مقیاس دانه‌بندی است. همچنین با تغییر جهات کریستالی نمودار تنش-کرنش ماده در بخش پلاستیک رفتارهای متفاوتی را نشان می‌دهد.

---

کاربرد گسترده فلزات در سازه‌های مهندسی سبب گردیده است که بررسی فرآیندهای شکل‌دهی فلزات همواره در اولویت‌ پژوهش‌های حوزه‌ی مکانیک جامدات قرار داشته باشد. در این میان نظریه‌های فیزیکی به‌سبب ویژگی‌های منحصر به‌فرد، از اهمیت بالایی برخوردار هستند. نظریه‌ی پلاستیسیته‌ی کریستالی از جمله‌ی این نظریه‌ها است. این نظریه با مدل کردن مکانیزم‌های تغییر‌شکل پلاستیک در ریزساختار مواد کریستالی (مانند فلزات)، تغییر‌شکل و تحول بافت این مواد را پیش‌بینی می‌کند. ارتباط با ریزساختار ماده سبب می‌گردد که این نظریه توانایی پیش‌بینی رفتار ناهمسانگرد تک‌کریستال‌ها را داشته و از طرفی پیش‌بینی برخی پدیده‌ها در پلی‌کریستال‌ها که خود توده‌ای از تک‌کریستال‌ها هستند، تنها با چنین نظریه‌هایی امکان‌پذیر است. ارائه‌ی یک مدل کارسختی مناسب که رفتار غیرهمسانگرد تک‌کریستال‌ها را پوشش دهد از اهمیت ویژه‌ای در این نظریه برخوردار است. در پژوهش حاضر ابتدا مبانی نظریه‌ی پلاستیسیته‌ی کریستالی بیان گردیده و سپس با معرفی چند مدل کارسختی پرکاربرد و بررسی‌های آزمایشگاهی، مدل کارسختی جدیدی که نسبت به مدل‌های پیشین انطباق بیشتری با نتایج تجربی دارد، ارائه می‌گردد. حوزه‌ی بررسی‌های این پژوهش مختص مواد کریستالی با شبکه‌ی FCC می‌باشد. هرچند بخشی از مطالب ارائه شده قابل تعمیم به سایر ساختارها نیز هست.

---

امروزه در دسترس بودن، دوام، قابلیت اطمینان، وزن و قدرت تحمل بار، به‌عنوان مهم‌ترین عوامل در طراحی و مهندسی بهینه مسائل تحلیل ورق‌ها که در صنعت کاربرد گسترده‌ای دارند، محسوب می‌شوند.کمانش در محدوده‌ی الاستیک یا الاستوپلاستیک یکی از پدیده‌هایی است که ممکن است در بارگذاری محوری ورق مشاهده شود. در این مقاله تحلیل کمانش دینامیکی الاستوپلاستیک ورق مستطیلی نازک با شرایط مرزی مختلف تحت بار محوری نمایی با استفاده از روش گالرکین و به‌کارگیری توابع شکل مثلثاتی مورد تحلیل قرارگرفته است. به منظور استخراج روابط حاکم بر رفتار دینامیکی ورق از دو تئوری پلاستیسیته شامل تئوری تغییرشکل پلاستیسیته بر اساس معادلات ساختاری هنکی و تئوری نموی پلاستیسیته بر اساس معادلات ساختاری پرانتل-روس استفاده شده است. همچنین روابط تنش-کرنش رامبرگ – اسگود برای مدل کردن رفتار مادی پلاستیسیته ورق به‌کار گرفته شده است. تأثیر شرایط مرزی متقارن و غیرمتقارن، پارامترهای هندسی ورق، دامنه بار دینامیکی اعمالی و دو نوع تئوری مختلف پلاستیسیته بر پاسخ دینامیکی ورق شامل تاریخچه زمانی سرعت و جابجایی آن مورد تحلیل قرارگرفته است. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده تئوری تغییرشکل پلاستیسیته تخمین پایین‌تری را نسبت به تئوری نموی ارائه می‌دهد. همچنین مقاومت در مقابل تغییرشکل ورق در تکیه‌گاه گیردار نسبت به تکیه‌گاه ساده بیشتر بوده به همین دلیل نقاط نزدیک به این نوع تکیه‌گاه دارای میدان سرعت و جابجایی کمتری نسبت به نقاط نزدیک تکیه‌گاه ساده می‌باشند.

---

این مقاله به بررسی معادلات بنیادی حاکم بر رفتار دینامیکی کامپوزیت‌های پلیمری خارج از محور در نرخ کرنش‌های مختلف اختصاص دارد. با استفاده از مدل ناهمسانگردی هیل و با در نظر گرفتن فرضیات حاکم بر کامپوزیت‌های لیفی ، مدلی برای بیان رفتار دینامیکی کامپوزیت‌های پلیمری تعمیم داده شد. با استفاده از قوانین شارش و تعریف تنش موثر و با در نظر گرفتن فرضیاتی نظیر اینکه کامپوزیت‌ها در راستای الیاف، رفتار پلاستیک از خود نشان نمی‌دهند، ثوابت موجود در رابطه هیل کاهش یافته و به یک ثابت به نام a_۶۶ تقلیل پیدا کرد که مدل پلاستیسیته تک پارامتری در حالت دو بعدی نامیده شده است. این مدل برای کامپوزیت‌های خارج از محور نیز تعمیم داده شد. برای هر کامپوزیتی با زوایای الیاف مختلف رابطه تنش موثر- کرنش موثر به دست آمد که با انتخاب مناسب ضریب a_۶۶ که به صورت سعی و خطا به دست می‌آید، می‌توان تمام منحنی‌ها را روی یک منحنی مادر تجمیع کرد. با استفاده از این مدل و داده‌های تجربی محققان مختلف در محدوده تست‌های استاتیکی و شبه استاتیکی (در محدوده نرخ کرنش s^(-۱)۰۱/۰) مدل ویسکوپلاستیسیته‌ای به دست آمده که می‌تواند رفتار کامپوزیت‌های پلیمری را هم در محدوده رفتار استاتیکی و هم در نرخ کرنش‌های بالا (بین s^(-۱)۴۰۰ تا s^(-۱)۱۰۰۰) به خوبی تخمین بزند. ضرایب این مدل در نرخ کرنش‌های بالا به روش برون یابی داده‌های موجود در محدوده تست‌های استاتیکی به دست آمد. درستی این مدل توسط داده‌های تست هاپکینسون مورد بررسی قرار گرفته و صحت آنها به اثبات رسیده است.

---

انباشت کرنش پلاستیک در طول بارگذاری سیکلی یکی از دلایل وقوع واماندگی خستگی می‌باشد. به منظور پیش‌بینی عمر خستگی ورق‌ها، ضروری است انباشت کرنش پلاستیک و همچنین عوامل موثر بر میزان آن در طول بارگذاری‌های سیکلی به دقت محاسبه شود. در این تحقیق با استفاده از ترکیب معیار سخت‌شوندگی ایزوتروپیک غیر‌خطی و سینماتیک غیرخطی شابوش اصلاح شده و افزودن آن به برنامه المان محدود تجاری آباکوس، با استفاده از زیر برنامه نوشته شده در فرترن، میزان انباشت کرنش در نمونه‌های ساخته شده از ورق نازک آلومینیومی مورد بررسی قرار گرفته است. در همین راستا، با انجام آزمایش‌های سیکلی تجربی با کنترل کرنش و همچنین آزمایش‌های سیکلی با کنترل تنش، ضرایب مورد نیاز برای برای شبیه‌سازی رفتار سخت‌شوندگی آلیاژ آلومینیوم ۳T -۲۰۲۴ بدست آمده و انباشت کرنش پلاستیک برای حالت‌های مختلف بارگذاری تک محوره شبیه‌سازی شده است. مقایسه نتایج تجربی و نتایج پیش‌بینی شده نشان می‌دهد که در صورت تعیین بهینه مولفه‌های ترکیب معیار سخت‌شوندگی ایزوتروپیک غیرخطی و سینماتیک غیرخطی شابوش اصلاح شده، این مدل توانایی خوبی در پیش‌بینی نتایج تجربی دارد. همچنین نتایج نشان می‌دهد که افزایش دامنه تنش و همین طور تنش میانگین، باعث افزایش میزان انباشت کرنش می‌شود. بررسی نتایج ۴ حالت اعمال بار سیکلی نشان می‌دهد که میزان نسبت تنش، تاثیر مستقیم بر نرخ کرنش دارد و در حالتیکه بیشترین مقدار بار اعمالی سیکلی یکسان باشد، افزایش میزان نسبت تنش باعث افزایش انباشت کرنش پلاستیک می‌شود. همچنین نرخ رشد اولیه انباشتگی کرنش زیاد بوده اما با افزایش تعداد سیکل‌ها این مقدار کاهش می‌یابد.

---

---

---

سیستم‌ قاب خمشی فولادی به دلایل متعددی از جمله سرعت ساخت بالا، مقاومت و شکل‌پذیری مناسب و ... مورد استفاده قرار می‌گیرد. بزرگترین مزیت این سیستم، مربوط به ملاحظات معماری و امکان ایجاد بازشو در دهانه­های مختلف می­باشد. اتصالات این سیستم سازه­ای از تاثیرگذارترین مولفه­ها در پاسخ­های این سیستم می­باشند. در فرایند تحلیل و طراحی این سیستم سازه­ای، فرض بر آن است که اتصالات دارای رفتاری کاملاً صلب می‌باشند. تحقیقات گذشته نشان داده­اند که فرض صلب بودن رفتار اتصال، به دلایل متعدد ممکن است صحیح نباشد و سبب ایجاد خطا در نتایج تحلیل و طراحی شود. در این مقاله، تاثیر نیمه صلب بودن اتصالات تیر به ستون، بر رفتار لرزه­ای قاب­های خمشی فولادی در راستای تعیین ضریب رفتار سازه، مورد بررسی قرار گرفته‌ است. بدین منظور قاب­های خمشی فولادی با شکل­پذیری متوسط، با تعداد دهانه­ها و طبقات مختلف شامل قاب­های یک و دو طبقه­ی یک دهانه، قاب­های دو، چهار، شش، هشت و ده طبقه­ی دو دهانه، قاب­های سه، شش، نه و دوازده طبقه­ی سه دهانه و قاب­های دو، شش، ده و چهارده طبقه­ی چهار دهانه در نظر گرفته شدند و براساس ویرایش چهارم آیین­نامه‌های ۲۸۰۰ و مبحث ۱۰ مقررات ملی ساختمان، تحلیل و طراحی شدند. در ادامه، تحلیل بار افزون روی این قاب­ها انجام شد و منحنی ظرفیت این قاب­ها، یکبار با فرض صلب بودن اتصال و سپس با در نظر گرفتن نرمی اتصال (یکبار با فرض ۶۰ درصد مقاومت نهایی و بار دیگر با فرض ۸۰ درصد مقاومت نهایی) با استفاده از نرم­افزار­OpenSees، استخراج گردید. به منظور مدل‌سازی رفتار اتصال در این نرم­افزار، از دو فنر با طول صفر، در انتهای تیرها استفاده گردید و منحنی لنگر-دوران اتصال، به این فنرها اختصاص داده شد. سپس ضریب رفتار هر قاب با استفاده از روش پیشنهادی FEMA-P۶۹۵ محاسبه گردید. نتایج نشان می‌دهد که برای قاب­ها با فرض اتصال صلب، ضریب رفتار محاسبه شده نزدیک به ۵ می­باشد، که مقدار توصیه شده برای این سیستم سازه­ای در آئین­نامه ۲۸۰۰(ویرایش چهارم) می­باشد. همچنین مقایسه­ی ضرایب رفتار قاب­های دارای اتصال صلب و نیمه صلب (۶۰ درصد) نشان می­دهد که مقادیر ضریب رفتار در این قاب­ها، در یک محدوده­ می‌باشند. ارزیابی نتایج نشان می­دهد که با در نظر گرفتن نرمی اتصالات، اگرچه مقاومت سازه کاهش یافته ­است،  شکل‌پذیری سازه افزایش یافته و نهایتاً مقدار ضریب رفتار افزایش یافته است. از بین ­قاب­های بررسی شده، در قاب­های ۲ دهانه­ی ۱۰ طبقه، ۳ دهانه­ی ۱۲ طبقه و ۴ دهانه­ی ۱۴ طبقه، ضریب رفتاری کمتر از ۵ حاصل شده ­است. بررسی نسبت ارتفاع به طول دهانه این قاب­ها نشان می­دهد که در این سازه­ها، نسبت ارتفاع سازه به طول دهانه در مقایسه با سازه­های دیگر بیشتر می­باشد و به نوعی می­توان این سازه­ها را نسبت به دیگر سازه­های بررسی شده، جز سازه­های لاغر در نظرگرفت.

---