16363

16363

تخمين عمر خستگي صفحات آلومينيومي شياردار به روش كرنش - پايه غيرمحلي

كارشناسي ارشد

مهندسي هوافضا - سازه‌هاي هوايي

مهرماه 1394

دكتر بيژن محمدي

مكانيك

چكيده در اين پايان‌نامه با استفاده از شبيه‌سازي در نرم‌افزار المان محدود ABAQUS (تحليل‌هاي تناوبي كوپل با مدل پلاستيسيته تركيبي)، پارامترهاي مورد نظر در محدوده‌ي بحرانيِ تعيين شده، استخراج شده است. دامنه كرنش كل، تنش ميانگين و تنش ماكزيمم از جمله‌ي مهمترين اين پارامترها هستند. سپس با جايگذاري اين پارامترها در روابط كلاسيك كرنش‌-عمر و حل معادلات به‌دست آمده توسط نرم‌افزار MAPLE، عمر خستگي كم‌چرخه بر اساس معيارهاي كرنش-پايه تخمين زده شده است. در آخر باتوجه به مقايسه‌ي اين عمر تخمين زده شده با نتايج تجربي به‌دست آمده از آزمون‌هاي خستگي بر روي قطعات شياردار از جنس آلومينيوم 2024-T42، سعي در بهينه كردن اين تخمين عمر به كمك روش‌هاي غير محلي شده است. همچنين تفاوت نتايج محلي و غير محلي نشان داده شده است. تنش ماكزيمم در ريشه‌ي شيار و چقرمگي شكست به عنوان پارامترهاي تعيين كننده براي محاسبه‌ي طول موثر ناحيه‌ي بحراني مي‌باشند. واژه‌هاي كليدي: تخمين عمر خستگي كم‌چرخه ، شيار، معيار كرنش-پايه، روش غير محلي.

1395/11/02

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract The safe an​d efficient operation of mechanical components requires a reliable prediction of their fatigue behavior. Damages due to fatigue are initiated an​d propagated in areas having high stress o​r strain gradient. Thus, geometrical notches associated with stress/strain concentrations appear to be the most important sites for fatigue crack initiation. In this thesis the results of fatigue life prediction by local strain based criteria, have been compared with nonlocal ones. In addition, a nonlocal criterion is optimized which has applied successfully to fatigue life prediction of the notched specimens subjected to remote constant amplitude strain. This criterion is based on the fracture toughness an​d maximum stress near the root of the notch. In presented approach, the fatigue life prediction is based on averaging the mean stress an​d strain amplitude over a critical distance. The stress-strain fields of specimens have been computed by taking into account non-linear kinematic hardening of the material implemented in ABAQUS commercial software. The results of proposed nonlocal approach are validated by fatigue test results on the Al-7075-T6 an​d Al-2024-T42 which have been subjected to tension-tension loading. Keywords: Notch, Low cycle fatigue, Strain based criteria, Nonlocal approach, Critical distance.