بررسي سفتي ساختار خرپاهاي چوبي به روش عناصر محدود

Application of finite element method to determine the impact of truss structure on its stiffness

هدف در اين تحقيق بررسي تاثير ساختار سازه خرپا بر سفتي و توزيع تنش در عضوهاي سازه خرپا است. به اين منظور نمونه هايي در 11 ساختار و چهار4 تكراركه در مجموع 44 نمونه خرپا با چوب صنوبر_تبريزي ساخته و همزمان از دو اتصال مفصلي توسط چسب چوب و اتصال اصطكاكي توسط ميخ استفاده شد. براي محاسبه مقاومت خرپاها ابتدا سازه ها توسط دستگاه آزمون مكانيكي با سرعت 12/5 ميليمتر بر ثانيه و 3/5 كيلونيوتن بارگذاري و نتايج آزمون مكانيكي نشان داد، خرپاي هيپگيردر بيشترين مقاومت، كمترين توزيع تنش را دارا بوده و تاثير ساختار خرپا بر روي مقاومت و توزيع تنش در عضوهاي آن در سطح 95% معني دار است. براي نشان دادن توزيع تنش بر روي عضوها از روش اجزاء محدود و نرم افزارهاي مدل سازي، اتوكد و كتيا و نرم افزار انسيس جهت تحليلي عناصر محدود استفاده و نتايج حاكي از آن است كه تمركز تنش حداكثر، در تعامل با شكست در حالت تجربي مي باشد.

In this study, the effect of truss structure on the stiffness and stress distribution in the truss members was investigated. Finite element method (FEM) and two ANSYS and Autodesk software were used to show of stress distribution on the members. Samples with eleven different structures in four replications were made from poplar (Populus nigra L.) wood. Two dowel joints and friction joints were used in the truss fabrication. To calculate of the resistance of the trusses, first the trusses were loaded at the rate of 12.5 mm min-1 by mechanical testing machine. The results showed that the Hip Girder truss have highest resistance and lowest stress distribution compared with other trusses. The effect of truss structure on the resistance and stress distribution was statistically significant in 95% confidence level. The results showed that the maximum stress concentration appeared identically with experimental failure mode