contributiona a l étude du l'effet de gradient de température sur le comportemente des structures en zones sahariennes

Abstract

Les régions désertiques se caractérisent par des changements de température extrêmes, une faible humidité et un rayonnement solaire intense. Les structures de ces régions sont exposées à des charges thermiques dues à des variations de température quotidiennes importantes, allant de la chaleur torride de la journée aux températures froides de la nuit. Les effets thermiques sur le comportement des éléments structuraux sont particulièrement importants, car ces conditions exigent une compréhension globale de l'impact de ces changements thermiques sur la performance, la stabilité et la durabilité des éléments structuraux. L'objectif principal de ce travail est de contribuer à la modélisation du comportement statique, vibratoire et de stabilité des structures sous conditions thermiques, en développant un modèle d'éléments finis capable de représenter précisément ces comportements. Tout d'abord, un élément fini basé sur la théorie des poutres d'Euler-Bernoulli, prenant en compte l'élévation de la température, a été adapté pour étudier le comportement statique et vibratoire des poutres en acier. De plus, une nouvelle approche analytique a été développée pour étudier le comportement statique des poutres en acier, supportées de manière élastique et soumises à une élévation uniforme de la température. L'étude a révélé que l'élévation de la température influence de manière significative le comportement statique des éléments structurels. notamment en affectant leur rigidité et leur résistance, ce qui entraîne une augmentation marquée des flèches et des moments de flexion. À partir du comportement dynamique des poutres en acier sous l'effet de la chaleur, la fréquence naturelle diminue avec l'augmentation de la température.Ensuite, le modèle d'élément fini proposé est introduit pour effectuer l'analyse statique et le flambement des poutres à gradients fonctionnels soumises à des charges thermomécaniques, en se basant sur une théorie améliorée des poutres de Timoshenko, à l'aide d'une théorie de déformation par cisaillement d'ordre élevé simplifiée (SHSDT), avec trois degrés de liberté (DDL) par nœud. Les résultats montrent que les réponses de stabilité des poutres à gradient fonctionnel (FG) sont prédites avec précision par la méthode des éléments finis développée (SHSDT).

البيئات الصحراوية بتقلبات تتميز شديدة في درجات الحرارة، وانخفاض الرطوبة، والإشعاع الشمسي المكثف. تتعرض الهياكل في هذه المناطق لأحمال حرارية بسبب التغيرات اليومية الكبيرة في درجات الحرارة، والتي يمكن أن تتراوح من حرارة النهار الحارقة إلى درجات حرارة الليل الباردة. إن التأثيرات الحرارية على سلوك العناصر الإنشائية لها أهمية خاصة تتطلب مثل هذه الظروف فهمًا شاملاً لكيفية تأثير هذه التغيرات الحرارية على أداء واستقرار ومتانة العناصر الإنشائية. الهدف الرئيسي من هذا العمل هو المساهمة في نمذجة السلوك الستاتيكي، المستقر والديناميكي للهياكل تحت الظروف الحرارية، من خلال تطوير نموذج العناصر المحدودة الذي يمكنه تمثيل هذه السلوكيات بدقة. أولاً، تم تكييف عنصر محدود يعتمد على نظرية الروافد لأويلر-برنولي، مع مراعاة ارتفاع درجة الحرارة، لدراسة السلوك الستاتيكي والديناميكي للروافد الفولاذية.كشفت الدراسة أن ارتفاع درجة الحرارة يؤثر بشكل كبير على السلوك الاستاتيكي للعناصر الإنشائية.لا سيما من خلال التأثير على صلابتها ومقاومتها، مما يؤدي إلى زيادة ملحوظة في الانحرافات وعزوم الانحناء من خلال السلوك الديناميكي للعوارض الفولاذية تحت تأثير الحرارة، تنخفض الترددات الطبيعية مع ارتفاع درجة الحرارة بالإضافة إلى ذلك، تم تطوير نهج تحليلي جديد لدراسة السلوك الستاتيكي للروافد الفولاذية المدعومة بشكل مرن والخاضعة لارتفاع حراري موحد. ثانياً، يتم تقديم نموذج العنصر المحدود المقترح لإجراء التحليل الستاتيكي والتحليل المستقر للروافد المصنوعة من المواد المتدرجة وظيفياً والخاضعة لأحمال حرارية ميكانيكية، وذلك بناءً على نظرية تيموشينكو المتطورةللروافد باستخدام نظرية تشوه القصالمبسطة من الدرجة العالية مع ثلاث درجات (DOFs) من الحرية لكل عقدة تظهر النتائج أن استجابات استقرار منافذ التشغيل المتدرجة (FG) يتم تقديمها بدقة من خلال طريقة العناصر النهائية المطورة (SHSDT).