15870

15870

رشد ترك خستگي و تحليل جدايش اتصال پنل هاي آلومينيومي حاوي ترك ترميم شده با وصله هاي كامپوزيتي به روش المان محدود توسعه يافته و مدل ناحيه چسبنده

كارشناسي ارشد

آذر ماه 1394

آذر ماه 1394

دكتر محمدي سنگجويي

مكانيك

چكيده رشد ترك يكي از عوامل اصلي در شكست قطعات فلزي است. يكي از راه¬هاي ترميم پنل¬هاي فلزي تركدار استفاده از وصله¬هاي كامپوزيتي مي¬باشد. عدم تقارن در ترميم، باعث رشد غير يكسان ترك در راستاي ضخامت مي¬شود. مدلسازي رشد واقعي مود تركيبي در سه بعد باعث كاهش چشمگير خطا در نتايج مي¬شود. با پيدايش المان محدود توسعه يافته ساده¬سازي در روند تحليل و مدلسازي ناپيوستگي¬ها همچون ترك امكان پذير شد. روش المان محدود توسعه يافته (XFEM) يكي از قوي¬ترين روش¬هاي عددي در مدلسازي ناپيوستگي است كه بر پايه المان محدود مي¬باشد. در اين روش با غني¬سازي گره¬ها، وابستگي تطابق المان¬بندي و هندسه ناپيوستگي از بين مي¬رود. در المان محدود لزوم تطابق كامل لبه المان¬ها با لبه ترك، تغيير المان¬بندي در هر مرحله از رشد ترك را نيازمند بود كه روند تحليل رشد ترك را با صرف وقت و محاسبات زيادي روبرو مي¬كرد. با روش المان محدود توسعه يافته براي هر نوع ترك تنها با يك المان¬بندي ساده مي¬توان نتايج مورد نظر را با دقت بالايي محاسبه نمود. در اين تحقيق با قابليت المان محدود توسعه يافته در محيط نرم¬افزار آباكوس، مدلسازي مود تركيبي و مود اول رشد واقعي ترك در پنل با ترميم نامتقارن، انجام پذيرفته است. در اين روش تغييرات پارامترهاي شكست در راستاي ضخامت در لايه¬چيني¬هاي متفاوت مورد بررسي قرار گرفته است. نمونه¬ها در مود اول شامل پنل¬هاي نازك و ضخيم با وصله¬هاي داراي ضخامت متفاوت و لايه چيني يكسان و در مود تركيبي، ضخامت پنل ثابت ولي لايه¬چيني¬ها متفاوت است. با بررسي نتايج XFEM حاصل از اين تحقيق و نتايج FEM و تجربي تحقيقات گذشته، مشخص شد كه نتايج روش XFEM خطاي كمتري با نتايج تجربي دارند. واژه‌هاي كليدي: پنل آلومينيومي، وصله كامپوزيتي، مسير رشد ترك، مكانيك شكست و خستگي، المان محدود توسعه يافته.