مدل سازي عددي عملكرد اتصال دهنده پيچ زير بار برشي در LVL

Numerical modeling of screw connector performance in LVL under shear loading

اتصال‌ها يكي از مهم‌ترين قسمت‌ها در طراحي مهندسي سازه هستند، چون مبناي شكست‌هاي سازه‌اي مي-باشند. بنابراين توليدكنندگان علاقه دارند كه از كفايت استحكام اتصال‌هاي موعود در سازه اطمينان حاصل كنند. تحليل عددي روشي براي يقين حاصل كردن از برآورد استحكام اتصال است. در اين پژوهش مدل‌سازي عناصر محدود براي ارزيابي عملكرد اتصال‌هاي ساخته شده با پيچ و اعضا از ال وي ال زير بار برش موازي و عمود بر لبه عضو اصلي به‌كار گرفته شد. اتصال آزموني با پيچ داراي قطر 2/4، 5 و 6 ميلي‌متر ساخته شدند. از نرم افزار ANSYS براي شبيه سازي اتصال‌ها جهت ارزيابي مقادير تنش ناشي از اعمال بار، استفاده شده است. نتايج نشان داده‌اند كه بيش‌ترين تنش در سوراخ پيش ساخته عضو اصلي اتصال و در ميانه محور پيچ اتفاق افتاده است. اين مقدار تنش بالاترين نرخ اتفاق را وقتي داشته‌ است كه بار به موازات لبه عضو اصلي اتصال وارد شده بود. مد شكست در اتصال‌هاي آزموني در نقاط حداكثر تنش‌ به شكل لهيدگي تكيه‌گاهي و زنگي شكل مشاهده شد. مشاهدات به دست آمده نشان داده‌اند كه اتصال‌ها زير بار عمود بر لبه به نسبت عملكرد بهتري داشتند. ظرفيت تحمل تنش اتصال زير بار موازي با لبه عضو اصلي با افزايش قطر پيچ كاهش مي‌يابد، در حالي‌كه در بارگذاري عمود بر لبه اين ظرفيت با افزايش قطر پيچ فزوني دارد. چون توافق خوبي بين مشاهدات تجربي و نتايج حل عددي مشاهده مي‌‌شود، اين روش براي تحليل و پيش بيني شكست اتصال‌ها در سازه مبلمان، توصيه مي‌شود.

Joints are one of the most important parts in engineering design of structure, since they are basis of structural failures. Therefore manufacturers are interested in to make sure that strength of proposed joints in structure is sufficient. Numerical analysis is an assuring method for joints strength assessment. In this study, finite element method modeling was applied to evaluate performance of screw connected joints with Laminated Veneer Lumber (LVL) members, under shear load, applied parallel and perpendicular to edge of side member. Test joints were made with screw, having diameter range of 4.2, 5 and 6 mm. ANSYS software was used to simulate joints for evaluating value of stress history resulting from applied load. Results have shown that the highest strength has occurred in pilot holes in main member and middle of screw’s shank. These values of stresses had higher rate when joint was loaded parallel to the edge of side member. Modes of failure were observed in test joints, bearing and bell shape, at points where the highest stresses were generated. Collected data have indicated that joints under perpendicular load to the had rather better performance. Stress carrying capacity of joint under parallel load to the edge of side member decreases with increase in diameter of screw, while in perpendicular loading, it increases with increasment of screw diameter. Since good agreement is seen between experimental data and numerical results, this method is recommended for analysing and predicting failure of joints in furniture structures.