پديد آورنده :
نيلفروشان، مرضيه
عنوان :
شبيه سازي ميكرومكانيكي ترميم در بتن خودترميم شونده به روش اجزاي محدود
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
نه، 80ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمد سيلاني
استاد مشاور :
وحيد يعقوبي
توصيفگر ها :
بتن خودترميم شونده با استفاده از كپسول , بازده خودترميم شوندگي , شبيه سازي ترميم , روش اجزاي محدود , بتن , مدل ميدان فاز , مدل پلاستيسيته آسيب ديده بتن
استاد داور :
رضا جعفري، مهدي سلماني
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/08/19
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/08/20
چكيده فارسي :
چكيده بتن گستردهترين ماده ساختماني است ولي در برابر تشكيل ترك حساس است بهعلت گستردگي موارد استفاده از آن يافتن راهي براي جلوگيري از گسترش ترك مطلوب است راهكار جديدي كه بهتازگي توسعه يافته استفاده از بتن خودترميمشونده است مواد خودترميمشونده داراي قابليت ترميم آسيب بهصورت خودكار هستند كه پارامتر بازده خودترميمشوندگي بيانگر ميزان عملكرد ترميم در اين مواد است مواد خودترميمشونده به دو دسته ذاتي و غيرذاتي تقسيم ميشوند يك نمونه از خودترميمشوندگي غيرذاتي با اضافه كردن كپسولهاي حاوي عنصر ترميم به ماده انجام ميگيرد به اين صورت كه كپسولهاي در مسير ترك در اثر برخود با ترك شكسته شده و عنصر ترميم آزاد شده به فضاي خالي مابين صفحات ترك حركت و دو صفحه را به هم وصل ميكند در اين فرآيند قطر و تعداد كپسول بر بازده تأثيرگذار است بهعلت نياز به هزينه و زمان بسيار مدلسازي اين مواد نسبت به تحقيقات آزمايشگاهي ارجحيت دارد در اين پژوهش به شبيهسازي فرآيند ترميم در بتن خودترميمشونده با استفاده از كپسول و محاسبه بازده خودترميمشوندگي براي سه درصد مختلف كپسول با قطر ثابت پرداخته و تأثير درصد كپسول موجود در مدل بر نمودار تنش جابهجايي و مقدار بازده بررسي شد بدين منظور ابتدا جهت مدلسازي بتن در مقياس مزو در آباكوس از روش ميدان فاز استفاده شد به علت عدم توانايي در مدلسازي فاز مياني با استفاده از برنامه در دسترس نتايج استخراجي معتبر نبود سپس به جاي روش ميدان فاز از مدل پالستيسيته آسيبديده بتن در آباكوس استفاده شد و صحت نتايج نشان داده شد لذا مدلي سهبعدي از بتن شبيهسازي و تأثير مدلسازي فاز مياني و درصد سنگدانه موجود در مدل بررسي شد با استفاده از مدل بتن و با اضافه كردن مقادير مشخصي از كپسول استوانهاي مدل بتن خودترميمشونده ساخته و تأثير درصد كپسول موجود بر نمودار تنش جابهجايي نشان داده شد با افزايش درصد كپسول كاهش استحكام و افزايش انعطافپذيري مشاهده شد سپس فرآيند ترميم در دو مرحله شبيهسازي و نمودار تنش جابهجايي براي سه مدل با درصدهاي مختلف كپسول استخراج شد اگرچه با افزايش درصد كپسول استحكام اوليه كاهش يافته بود ولي استحكام ثانويه افزايش يافت سپس مقدار بازده محاسبه شد مشاهده شد كه با افزايش درصد كپسول مقدار بازده افزايش مييابد كلمات كليدي بتن خودترميمشونده با استفاده از كپسول بازده خودترميمشوندگي شبيهسازي ترميم روش اجزاي محدود بتن مدل ميدان فاز مدل پالستيسيته آسيبديده بتن 1
چكيده انگليسي :
Micromechanical simulation of healing in self healing concrete using FEM Marzieh Nilforoushan m nilforoushan@me iut ac ir Date of Submission 2020 09 12 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language Farsi Supervisor Mohammad Silani Silani@cc iut ac irAbstractConcrete is the most widely used construction material but it is susceptible to crack formation Due to the widerange of concrete uses finding a way to prevent crack extension is desirable Recently a new solution is developed called self healing concrete Self healing materials are capable of healing damage automatically The self healingefficiency parameter is a representative parameter that quantifies the amount of healing in these materials Self healing materials are divided into two types of autogenous and autonomous The encapsulated healing agent doesone of the techniques of autonomous self healing Cracks fracture the embedded capsules and healing isaccomplished by releasing healing agents into the crack plane and bonding the crack faces In this process thediameter and number of capsules are critical Experimental investigation of these materials is complicated andexpensive and hence modeling of these materials is preferable In this research simulation of the healing processin encapsulation based self healing concrete and calculation of self healing efficiency for three differentpercentages of capsules with constant diameter were done Then the capsule percentage effect on the stress displacement behavior and the amount of efficiency were examined Initially and for modeling concrete atmesoscale in Abaqus the phase field method was used The limitation of in hand phase filed code to model theinterphase layer resulted in inaccurate results Therefore instead of using the phase field method the concretedamaged plasticity model in Abaqus was used and the results were validated Then a 3D model of concrete wassimulated and the effects of the interphase zone and the percentage of aggregate were investigated Using thismodel and by adding specific amounts of cylindrical capsules the self healing concrete model was simulated Theeffect of capsule percentage on the stress displacement behavior of concrete was also studied It was shown thatthe addition of capsules would decrease the strength and increase the concrete s ductility The healing process wasthen simulated in two levels and the stress displacement curve for three models with different capsule contentswas extracted It was shown that the first strength decreased with the addition of capsules but the second strengthincreased Finally the efficiency parameter was calculated It was concluded that increasing the capsule contentinside self healing concrete will increase the efficiency parameter Keywords Encapsulation based self healing concrete self healing efficiency simulation of healing finiteelement method concrete phase field model concrete damaged plasticity model
استاد راهنما :
محمد سيلاني
استاد مشاور :
وحيد يعقوبي
استاد داور :
رضا جعفري، مهدي سلماني
