ارزیابی پایداری و رفتار ارتعاشی ستون های ترک دار تحت بارگذاری محوری

در تحقیق حاضر روش تحلیلی جدیدی به منظور بررسی اثر ترک بر رفتار ارتعاشی و پایداری ستون های ترک دار تحت نیروی محوری ارائه شده است. به کمک تعریف انعطاف پذیری موضعی، ترک با یک فنر پیچشی مدل شده است که دو قسمت سالم ستون را در محل ترک به یکدیگر متصل می سازد. پس از استخراج مساله مقدار ویژه ی متناظر به بررسی تاثیر ترک و نیروی محوری بر فرکانس های طبیعی و ظرفیت باربری ستون های ترک دار با انواع شرایط مرزی مختلف پرداخته شده است. مقایسه ی نتایج مدل ارائه شده با نتایج تجربی موجود در ادبیات فن نشان می دهد که مدل جدید ارائه شده در ضمن سادگی، با دقت مناسبی رفتار ارتعاشی و ظرفیت باربری ستون های ترک دار را پیش بینی می کند. محاسبه ی ظرفیت باربری و فرکانس های طبیعی ستون ترک دار و مطالعه ی تغییرات آن نسبت به موقعیت و عمق ترک نشان می دهد که در حالت کلی وجود ترک باعث کاهش فرکانس های طبیعی و ظرفیت باربری ستون می شود که میزان این کاهش به موقعیت و عمق ترک بستگی دارد. هم چنین بار محوری کششی باعث افزایش فرکانس های طبیعی و بار محوری فشاری باعث کاهش فرکانس های طبیعی می شود طوری که با افزایش بار محوری فشاری، فرکانس طبیعی اول کاهش می یابد تا در بار کمانش مقدار آن به صفر می رسد و سیستم ناپایدار می شود.