دفاعیه کارشناسی ارشد (مکانیک) بررسی شکست قطعات شیاردار U شکل سنگی در حالت بارگذاری مرکب II/I با استفاده از معیار SED
| تاریخ ارسال: 1400/12/15 |
دانشجو: خانم نگار گودرزی
استاد راهنما: دکتر جواد اکبردوست
زمان: دوشنبه ۱۶ اسفند ماه ۱۴۰۰ ساعت: ۱۷:۰۰
لینک ورود به جلسه
استاد راهنما: دکتر جواد اکبردوست
زمان: دوشنبه ۱۶ اسفند ماه ۱۴۰۰ ساعت: ۱۷:۰۰
لینک ورود به جلسه
چکیده:
وجود ناپیوستگی در قطعات امری اجتناب ناپذیر است، شیارها از متداول ترین اشکال ناپیوستگیها هستند که بهصورت طبیعی و یا به جهت کاربرد و طراحی ساخت در سازه ها و قطعات وجود دارند. یکی از پرکاربردترین شیارها، شیارهای U شکل هستند. بررسی بارپذیری قطعات شیاردار و رفتار واماندگی این نوع قطعات بسیار حائز اهمیت است. تاکنون مطالعات بسیاری پیرامون این امر صورت گرفته که منجر به استخراج معیارها و روابط متعددی برای توصیف رفتار این قطعات شده است. با توجه به لزوم بررسی رفتار قطعات شیاردار در این تحقیق به بررسی قطعات سنگی شیاردار پرداخته خواهد شد. سنگ ها به دلیل ریزساختار متخلخل و دانه دار و همچنین به دلیل کاربرد بسیار زیاد در صنایع حفرچاه، احداث تونل و ساخت پل مستعد وجود این نوع ناپیوستگی در حالت های مختلف بارگذاری در خود هستند. در این تحقیق معیاری بر پایه چگالی انرژی کرنشی پیشنهاد شده و مقدار آن به صورت مستقیم از حل اجزا محدود به دست آمده است. به این منظور شکست دیسک های برزیلی با شیار مرکزی U شکل با دو معیار مورد بررسی قرار گرفت. اول رویکرد جدیدی از معیارکمترین مقدار چگالی انرژی کرنشی (SED) به نام FEM-SED مورد مطالعه قرار گرفته که بیان می کند در فاصله ی بحرانی از نوک شیار در راستای بارگذاری مقدار پارامتر چگالی انرژی کرنشی (S) به حد بحرانی خود می رسد و با مقایسه این مقدار با مقدار S بحرانی به دست آمده از روابط برای مود I قطعه ترکدار می توان بار شکست را تخمین زد، فاصله ی بحرانی و مقدار پارامتر S در این روش هر دو مستقیما از تجزیه و تحلیل اجزا محدود حساب می شوند. دوم محاسبه مقدار S و شعاع بحرانی از روابط تجربی به دست آمده برای معیار SED است که با جایگذاری بسط تنش اطراف نوک شیار در رابطه S و محاسبه مقدار آن در فاصله ی بحرانی با کمینه کردن مقدار آن راستای شکست و مقایسه با مقدار S بحرانی قطعه ترکدار مقدار بار شکست را تخمین می زند. برای ارزیابی معیار پیشنهادی از نتایج آزمایشگاهی تحقیقات گذشته که بر روی قطعات سنگی با شیار U شکل با بارگذاری مختلط II/I صورت گرفته استفاده شده است. این ارزیابی ها نشان می دهد معیار پیشنهادی FEM-SED نه تنها معیار کالسیک SED را بهبود می بخشد بلکه میتواند با میانگین خطای کمتر از ۱۰ %بار شکست را محاسبه کند
وجود ناپیوستگی در قطعات امری اجتناب ناپذیر است، شیارها از متداول ترین اشکال ناپیوستگیها هستند که بهصورت طبیعی و یا به جهت کاربرد و طراحی ساخت در سازه ها و قطعات وجود دارند. یکی از پرکاربردترین شیارها، شیارهای U شکل هستند. بررسی بارپذیری قطعات شیاردار و رفتار واماندگی این نوع قطعات بسیار حائز اهمیت است. تاکنون مطالعات بسیاری پیرامون این امر صورت گرفته که منجر به استخراج معیارها و روابط متعددی برای توصیف رفتار این قطعات شده است. با توجه به لزوم بررسی رفتار قطعات شیاردار در این تحقیق به بررسی قطعات سنگی شیاردار پرداخته خواهد شد. سنگ ها به دلیل ریزساختار متخلخل و دانه دار و همچنین به دلیل کاربرد بسیار زیاد در صنایع حفرچاه، احداث تونل و ساخت پل مستعد وجود این نوع ناپیوستگی در حالت های مختلف بارگذاری در خود هستند. در این تحقیق معیاری بر پایه چگالی انرژی کرنشی پیشنهاد شده و مقدار آن به صورت مستقیم از حل اجزا محدود به دست آمده است. به این منظور شکست دیسک های برزیلی با شیار مرکزی U شکل با دو معیار مورد بررسی قرار گرفت. اول رویکرد جدیدی از معیارکمترین مقدار چگالی انرژی کرنشی (SED) به نام FEM-SED مورد مطالعه قرار گرفته که بیان می کند در فاصله ی بحرانی از نوک شیار در راستای بارگذاری مقدار پارامتر چگالی انرژی کرنشی (S) به حد بحرانی خود می رسد و با مقایسه این مقدار با مقدار S بحرانی به دست آمده از روابط برای مود I قطعه ترکدار می توان بار شکست را تخمین زد، فاصله ی بحرانی و مقدار پارامتر S در این روش هر دو مستقیما از تجزیه و تحلیل اجزا محدود حساب می شوند. دوم محاسبه مقدار S و شعاع بحرانی از روابط تجربی به دست آمده برای معیار SED است که با جایگذاری بسط تنش اطراف نوک شیار در رابطه S و محاسبه مقدار آن در فاصله ی بحرانی با کمینه کردن مقدار آن راستای شکست و مقایسه با مقدار S بحرانی قطعه ترکدار مقدار بار شکست را تخمین می زند. برای ارزیابی معیار پیشنهادی از نتایج آزمایشگاهی تحقیقات گذشته که بر روی قطعات سنگی با شیار U شکل با بارگذاری مختلط II/I صورت گرفته استفاده شده است. این ارزیابی ها نشان می دهد معیار پیشنهادی FEM-SED نه تنها معیار کالسیک SED را بهبود می بخشد بلکه میتواند با میانگین خطای کمتر از ۱۰ %بار شکست را محاسبه کند
مطالب مشابه
دفعات مشاهده: 510 بار |
دفعات چاپ: 92 بار |
دفعات ارسال به دیگران: 0 بار |
0 نظر