روش بدون شبکه حداقل مربعات گسسته همپوش برای حل معادلات سنت ونانت و محاسبه تنش های برشی حاصل از پیچش در مقاطعی با مرزهای پیچیده، فرمول بندی شده است. در این مقاله، شکلی کاملا ماتریسی در گسسته سازی معادلات حاکم ارائه شده است که فرآیند را ساده از نظر کدنویسی و کارا از لحاظ محاسباتی خواهد کرد. در فرآیند به کار گرفته شده، از تعداد محدودی نقاط همسایگی برای تولید توابع شکل پایه شعاعی استفاده شده است که سبب تنک شدن ماتریس ها شده، شرایط را برای جبر ماتریسی تنک و استفاده از زیر برنامه های آمده در این مورد فراهم می سازد. به منظور صحت سنجی روش ارائه شده در تحلیل تنش های ناشی از پیچش، در ابتدا مقطعی بیضی شکل، مورد بررسی قرار گرفته است که برای آن حل تحلیلی موجود است. در مساله دوم، مقطعی جدار نازک با استفاده از تئوری پیچش سنت-ونانت حل و نتایج با جواب بسته به دست آمده از تئوری پیچش مقاطع جدار نازک مقایسه شده است. در مساله سوم، پیچش مقطعی بیضوی توخالی حل شده است. در نهایت مساله تنش های حاصل از پیچش در مقاطعی با مرزهای پیچیده تر مورد بررسی قرار گرفته است.

در این مقاله، مقاطع چند سلولی بسته تحت پیچش به عنوان اجزای سازه ها، برای مشخص کردن چگونگی توزیع تنش در نقاط مختلف مقطع و همچنین برآورد حداکثر تنش برشی و محل آن بررسی شده اند. مرز سلول ها و همچنین مرز بیرونی برای بعضی مقاطع، دایره در نظر گرفته شده است. در این دسته از مقاطع، با نسبت های هندسی متفاوت، مقادیر تنش برشی برای نقاط واقع بر لبه سلول ها، به کمک روش اجزای محدود محاسبه و به صورت نمودار رسم شده اند. ماکزیمم این تنش ها بر حسب نسبت های هندسی که نشان دهنده مساحت و ممان اینرسی قطبی مقطع هستند در نمودارهای جداگانه رسم شده اند تا میان یابی تنش های ماکزیمم ساده تر شود. مقاطع مستطیلی توخالی با ضخامت جداره ثابت و متغیر به عنوان نمونه ای دیگر از مقاطع بسته نیز در این بررسی مورد مطالعه قرار گرفته است. توزیع تنش ها در لبه های داخلی، بیرونی و در همسایگی گوشه ها و همچنین تنش متوسط در امتداد خط میانی جداره ها، محاسبه و تغییرات آنها به صورت نمودار ارائه و افزایش قابل ملاحظه تنش ها در نزدیکی گوشه ها نشان داده شده است. برخی نتایج حاصل از این بررسی با نتایجی که در منابع دیگر وجود دارد مقایسه و تفاوت های موجود مورد بحث قرار گرفته اند.

در این پژوهش، توزیع تنش برشی گذرای ایجادشده در اثر شکسته شدن الیاف در ماتریس و چسب موجود در اتصال چسبی بررسی شده است. تنش گذرا، پاسخ دینامیکی سیستم در اثر ایجاد ناپیوستگی در الیاف، از لحظه گسسته شدن تا لحظه رسیدن به حالت تعادل می باشد. به منظور بررسی این رفتار، معادله های حاکم بر حرکت الیاف در اتصال چسبی با ابعاد محدود در حضور گسستگی استخراج شده و تاثیر تعداد الیاف شکسته شده بر توزیع تنش برشی گذرای سازه مرکب بررسی شده است. برای استخراج معادله های جابه جایی الیاف، از مدل شیرلگ و برای حل معادله های، از روش تفاضل محدود صریح استفاده شده است. در ادامه، تاثیر تغییر جنس الیاف و ضخامت لایه چسبی بر توزیع تنش نیز بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش تعداد الیاف گسسته شده، ضریب تمرکز تنش و درنتیجه تنش برشی در سازه مرکب افزایش می یابد. افزون بر این، مقدار تنش برشی ایجاد شده در ماتریس و چسب با افزایش مدول الاستیسیته الیاف کاهش می یابد، به گونه ای که بیشینه تنش برشی در اتصال با الیاف از جنس شیشه (E= 74 GPa) و گرافیت (E= 130 GPa)، به ترتیب برای ماتریس 0.861 و 0.463 و برای چسب 3.192 و 2.409 مگاپاسکال می باشد.

بررسی رفتار سازه ها در زمین لرزه های گذشته نشان می دهد که پیچش حاصل از نامتقارنی یکی از دلایل آسیب پذیری های شدید بوده است. با توجه به مزیت های روش های نوین طراحی لرزه ای که در آنها از تجهیزات الحاقی استهلاک انرژی نظیر میراگرها به منظور کنترل پاسخ ها در زلزله استفاده می شود، می توان به کنترل پیچش لرزه ای در سازه اقدام نمود اما زلزله های اخیر نشان داده اند که ساختمان های بتنی تحت اثر زلزله دچار آسیب هایی می شوند که تعمیر آنها را بسیار دشوار و حتی غیرممکن می گرداند لذا در این پژوهش به معرفی سیستم نوینی پرداخته شده است که با استفاده از سازوکار حرکت گهواره ای در دیوارهای برشی سازه، آسیب را به فیوزهای سازه منتقل می کند و باعث می شود سازه بتنی در زلزله و بعد از آن ایمن باقی بماند و تعمیرپذیری بسیار ساده ای داشته باشد. جزئیات دقیق اتصالات، طراحی و تحلیل غیرخطی این سیستم در نرم افزارهای ABAQUS و SAP2000 انجام شده است. پیچش در سازه از نوع جرم متمرکز مدل سازی شده است و خروج از محوریت های 5 و 10 و 20 درصدی در سازه بتنی اعمال شده است. نتایج نشان دهنده ی این است که استفاده از این سیستم نوین در مقایسه با سازه های بتنی فاقد آن به طرز مؤثری آسیب وارده به سازه را کاهش داده و سازه بتنی سالم باقی مانده است و با تغییر نیروی پس کشیدگی کابل های پس کشیده کنترل پیچش لرزه ای انجام شده است، همچنین سطوح عملکردی سازه نیز در ناحیه IO باقی مانده است.

تنش برشی یکی از مهمترین موارد تحقیق را در مهندسی هیدرولیک به خود اختصاص می دهد؛ زیرا مستقیما بر ساختار جریان تاثیر می گذارد. در این تحقیق برای مطالعه تنش برشی در بستر و جداره کانال ذوزنقه ای چندین سری آزمایش در کانال ذوزنقه ای با شیب جدار 1 به 1 و در حالت صاف انجام گردید. از پرستون تیوپ برای اندازه گیری تنش برشی استفاده گردید. روابط موجود برای تعیین تنش برشی مورد ارزیابی قرار گرفت و روابطی برای تنش برشی در کانال ذوزنقه ای در حالت صاف با شیب جانبی 1 به 1 ارائه شده است. هم چنین تاثیر پارامتر نسبت ظاهری بر مقدار تنش برشی بی بعد مورد ارزیابی قرار گرفته است. درصد نیروی برشی دیوار (%SFw) نسبت به کل نیروی برشی مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفت و نشان داده شد که با افزایش نسبت ظاهری مقدار نیروی برشی دیوار کاهش می یابد.

در پژوهش حاضر روش المان محدود براساس مدل تحلیلی عقب افتادگی برشی برای تحلیل تنش و همچنین پیش بینی تغییر شکل حالت پایدار خزش کامپوزیت های فیبر کوتاه تحت بارگذاری محوری استفاده شد. اتصال کامل بین فیبر و ماتریس فرض شده و رفتار حالت پایدار خزشی ماتریس با مدل عددی نورتون توصیف شد. شرایط مرزی اختصاصی به مدل سلول واحد اعمال شده و تکنیک فیبر مجازی مورد استفاده قرار گرفته و از نرم افزار ANSYS برای محاسبه تمامی تنش ها و کرنش ها در محل اتصال تقویت کننده به زمینه و سطح خارجی سلول واحد استفاده شد. در ادامه نتایج صحت سنجی شده و مقادیر تنش های محوری و برشی در نقاط مختلف ماده مرکب ترسیم و بحث و بررسی شدند. نتایج نشان دادند که از سلول واحد کامپوزیت می توان به عنوان نماینده ماده مرکب در تحلیل تنش استفاده کرد. همچنین استفاده از تکنیک تقویت کننده مجازی، راهکاری مفید و قابل اطمینان برای رسیدن به مدل انتقال تنش است. مدل تحقیق حاضر علاوه بر دارا بودن دقت کافی، برخلاف پژوهش های قبلی امکان پیش بینی تمامی تنش ها و کرنش ها را در تمام نقاط تقویت کننده و زمینه دارد.

پیش بینی دقیق تنش برشی در کانال های روباز در بسیاری از مسائل مهندسی نظیر طراحی کانال های پایدار، محاسبات مربوط به افت انرژی و رسوبگذاری در کانال ها حائز اهمیت می باشد. در هنگام سیلاب، بخشی از دبی رودخانه توسط کانال اصلی و بخش دیگر توسط دشت های سیلابی که در اطراف کانال اصلی قرار دارند، حمل می شود. به دلیل تفاوت عمق جریان بین کانال اصلی و دشت های سیلابی اطراف، سرعت جریان نیز متفاوت بوده و متعاقبا میزان تنش برشی و توزیع آن به صورت قابل ملاحظه ای دستخوش تغییر می گردد. در تحقیق حاضر آزمایش هایی برروی یک مقطع مرکب مستطیلی از جنس پلکسی گلاس به همراه دشت های سیلابی اطراف با دبی های مختلف و سه نسبت شکل متفاوت به انجام رسید. نتایج نشان داد که در هر نسبت شکل، با افزایش عمق جریان میزان تنش برشی نیز افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش نسبت شکل، میزان تنش برشی به صورت معنی داری کاهش می یابد.