17633

17633

پديده كوپلينگ مودهاي شكست II و III در قطعات ترك دار

كارشناسي ارشد

جامدات

دي 1395

پروفسور مجيد رضا آيت اللهي

مكانيك

بررسي‌هاي سه ‌بعدي صورت گرفته در مطالعات اخير نشان مي‌دهد در اغلب نمونه‌هاي مختلف تحت بارگذاري مود II، مود III القايي و بارگذاري مود III، مود II القايي ايجاد مي شود. در پژوهش حاضر اهميت اين موضوع در تحقيقات صورت گرفته در حوزه مكانيك شكست را نشان مي دهد ولي به علت پيچيدگي‌هاي تحليل اين پديده در برخي از مسائل سه بعدي در نظر گرفته نشده است. در پژوهش حاضر، براي بررسي پديده كوپلينگ دو مود II و III، نمونه‌هاي مختلف با هندسه‌هاي متفاوت مورد بررسي قرار گرفته اند. براي بررسي اين پديده از اعمال مود II خالص و اعمال مود III خالص بهره گرفته شده است. در حالت اعمال مود II خالص از دو نمونه مجزا استفاده شده است. نمونه اول تير ترك‌دار لبه اي تحت خمش چهارنقطه اي پاد متقارن و در قطعه دوم از تير ترك‌دار لبه اي تحت خمش چهارنقطه اي پاد‌متقارن سوراخ‌دار استفاده شده است. با اعمال مود II خالص به اين دوقطعه، تمامي ضرايب شدت تنش موجود در جبهه ترك بررسي شده است و به ازاي پارامتر‌هاي هندسي متفاوت پديده كوپلينگ مودهاي II و III در راستاي ضخامت و صفحه مياني ضخامت قطعه مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين براي اعمال مود III خالص از سه نمونه استفاده شده است. نمونه اول ميله‌اي با سطح مقطع دايروي و ترك محيطي با بارگذاري پيچشي مي باشد. نشان داده مي شود كه در اين نمونه ميزان كوپلينگ مودها ناچيز است. نمونه دوم تير ترك دار لبه اي يك سر‌گير‌دار تحت پيچش و نمونه سوم صفحه با ترك لبه‌اي تحت مود III خالص مي باشد. نتايج استخراج شده همانند اعمال مود II خالص ارائه مي‌گردد و در انتها قطعات تحت بارگذاري مود III خالص با قطعات تحت بارگذاري مود II خالص مقايسه مي‌گردد و شرايط بحراني براي پديده كوپلينگ ارائه مي شود.

1396/04/28

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: In the three-dimensional studies show in most specimens under mode II loading, created inductive mode III and mode III loading, created inductive mode II. This study show the importance of this issue in fracture mechanics but due to the complexities of this analysis, coupling phenomenon has not been considered in some three-dimensional problems. In the present study, to examine the phenomenon of coupling between modes II and III, different specimen with different geometries have been studied. To investigate this phenomenon, pure mode II and pure mode III have been applied. In the applied pure mode II, two separate cases have been used. The first sample is ASFPB specimen with the crack edge and the second specimen is perforated ASFPB with edge crack. By applying pure mode II to these two pieces, all the stress intensity factors in the crack front were investigated and for different geometric parameters, coupling modes II and III phenomenon, in the thickness direction and the intermediate plate thickness were studied. For application of pure mode III , 3 specimens have been used. First specimen is a circular rod with circular crack. The torsional load was apllied to show examples of low intensity mode coupling. The second specimen, edge cracked beam under twisting of a head stuck and the third specimen, Plate cracked under pure mode III. Results obtained as applied pure mode II offered. Finally pure mode III is compared with the pure mode II, and critical places are provided for coupling phenomenon.