چکیده
بیشتر سازه های کابلی مهندسی عمران به دلیل نوسان های دینامیکی که عمدتاً توسط باد، باران یا ترافیک ایجاد می شوند در معرض خسارت های بالقوّه قرار دارند. اگر دامنۀ نوسان کابل های پل خیلی بالا باشد، ممکن است خسارت های ناشی از خستگی را ایجاد بکند. اخیراً تحقیقی انجام گرفته است که محتوای آن استفاده از ابزار مستهلک کننده بمنظور کاهش دامنۀ نوسان کابل ها می باشد. در این مقاله سیم های نازک (نیکل – تیتانیوم) آلیاژ حافظه ای شکل (SMA) به عنوان ابزارهای مستهلک کننده بکار رفتند. هدف این پژوهش عبارت از این است که بطور کمّی و کیفی کارآیی مستهلک کننده های نیکل-تیتانیوم را در کاهش دامنه های نوسان کابل های مهندسی عمران ارزیابی بکند. در این تحقیق برای یک کنترل عملیِ SMA در استهلاک برای کابل های ثابت، ، بر روی یک نمونه کابل واقعی با مقیاس کامل در آزمایشگاه Ifstar (در شهر نانتس کشور فرانسه) اندازه گیری های متعددی انجام گرفت. در شرایطی که نوسانات بسیار بالا در وسط کابل برای حالت های بدون هیچ گونه ابزار مستهلک کننده و یا با ابزار مستهلک کنندۀ SMA ساخته شده از دو سیم موازی نیکل-تیتانیوم ایجاد شد، مشاهدات آزمایشگاهی انجام گرفت. ضریب میرایی ذاتی در کابل آزاد به شدت پایین بود. کاهش دامنه های نوسان کابل تقریباً 25% در یک دقیقه بود. تأثیرات مستهلک کننده ها در این پژوهش مورد تحقیق قرار گرفته است، که کاهش دامنه های نوسان در طول کابل در کمتر از 10 ثانیه را برجسته میسازد. آزمایش های دیگری انجام گرفتند که در آن ها منبع تولید کنندۀ نوسانات یا مستهلک کننده ها در موقعیت های مختلفی در طول کابل قرار گرفتند و نتایج مشاهده شد و مقایسه گردید. شبیه سازی های المان محدود با استفاده از آیین نامۀ المان محدود Marc/Mentat با همخوانی خوب ما بین نتایج آزمایشگاه و شبیه سازی ها. انجام گرفته اند ابزار های المان محدود امکان مطالعۀ کمّی تأثیر مستهلک کننده را در نقاط مختلف کابل فراهم میکنند.
1-مقدمه
کابل ها قسمت های بحرانی بسیاری از سازه های مهندسی عمران، پلهای معلق، و پل های بتنی پیش تنیده هستند [1]. کابل های پل ها در معرض دو مکانیزم آسیب قرار میگیرند:
-پدیدۀ خوردگی به دلیل شرایط دریایی، محیط دریایی، باران و برف [2].
-پدیدۀ خستگی فرسایش به دلیل بار های متناوب تاشی از ترافیک و عملکرد باد [4،3].
نوسانات کابل ایجاد شده توسط ترافیک، باد و/یا باران در مقالات بسیاری [10-5] مورد مطالعه قرار گرفته اند چرا که آن ها میتوانند بطور بالقوّه تنش های متناوب را ایجاد بکنند که در خود کابل ها و همچنین در لنگرگاه ها (محل گیردار شدن کابل ها) به پدیدۀ خستگی منجر میشوند...