19940

۱۹۹۴۰

بررسي پارامترهاي مؤثر در ناحيه پلاستيك نوك ترك

كارشناسي ارشد

سازه

۱۳۹۵

۱۳۹۷/۱۰/۱۲

دكتر وحيد بروجرديان

عمران

پديده شكست يكي از شايعترين علل خرابي در سازهها است و توصيف اين پديده و تنشهاي به وجو آمده در سازه تركدار از اهميت بسزايي برخوردار است. در اكثر سازههاي الاستوپلاستيك به علت به وجود آمدن تنشهاي زياد در اطراف نوك ترك اين ناحيه تغيير شكلهاي پلاستيك ميدهد و تنشهاي پلاستيك را تجربه ميكند. ناحيه پلاستيك به وجود آمده در اطراف نوك ترك از اهميت بسزايي برخوردار است و نقشي كليدي در شروع و رشد ترك ايفا ميكند. اكثر روشهاي تحليلي موجود براي محاسبهي اين ناحيه بر مبناي استفاده از معادلات ميدان تنش الاستيك خطي در اطراف ترك بوده و با اين فرض ناحيهاي تقريبي را پيشبيني ميكند درحاليكه ميدانيم اين فرض صحيحي نيست چون در فرضيات الاستيك خطي ميدان تنش در نوك ترك به سمت بينهايت ميل ميكند درحاليكه عملا چنين نيست و درنتيجه محدود كردن تنشها در اين ناحيه به تنش جاري شدن باعث عدم پيوستگي و بر هم خوردن تعادل تنش ميشود. در سالهاي اخير به روش المان محدود تحليلهايي جهت مشخص كردن حدود اين ناحيه صورت گرفته است كه نشاندهنده اختلاف در نتايج اين تحليل با تحليلهاي كلاسيك است. اين مسئله گوياي اين است كه در حوضهي تحليلي محاسبه ناحيهي پلاستيك نوك ترك بايد كارهاي تحقيقاتي بيشتري صورت گيرد تا تصويري حقيقيتر از اين پديده به دست آيد. در اين تحقيق سعي شده است تا اثر عوامل مختلفي نظير شعاع انحناء نوك ترك اوليه و طول ترك بر ناحيه پلاستيك نوك ترك به روش المان محدود الاستوپلاستيك بررسي شود

1397/10/28

A study of different effective parameters on the size of the plastic zone ahead of a crack

1/2/2020 12:00:00 AM

Nowadays the study of fracture mechanics in engineering materials has caught great attention. Identifying the true stress, strain and displacement fields around the tip of the crack contributes to a better understanding of crack stability and the condition of propagation. In linear elastic fracture mechanics (LEFM) the stress components at the tip of a sharp crack approach infinity however this is just an abstract assumption. In reality there is neither sharp crack nor stress infinity especially in elastoplastic materials. In elastoplastic materials by loading the cracked subject the stress at the tip of the crack approaches the yielding stress and this is the upper bound of stress. By approaching the concentrated stresses to yielding stress a plastic zone starts to form around the tip of the crack. A lot of studies have been done on the size of plastic zone by the LEFM approach and modifying it but it is clear that exerting a yielding criteria to LEFM equations causes the stress truncation and inequality of stress field. The aim of this research is to study the plastic zone size and the parameters that affects the shape and size of the considered zone such as crach tip radius and crack length by the finite elements method. At this study the finite elements program ABAQUS has been used.