20161

۲۰۱۶۱

بررسي تجربي و تئوري رفتار شكست نمونه هاي آلومينيومي ترك دار تحت بارگذاري تركيبي مود I و II

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك جامدات - طراحي كاربردي

۱۳۹۵

۱۳۹۷/۰۸/۳۰

دكتر مجيد رضا آيت اللهي

دكتر عليرضا ترابي

مكانيك

در اين پايان نامه، تحليل هاي تجربي و تئوري بر روي نمونه هاي مربعي با ترك مركزي (DLSP)، ساخته شده از جنس هاي آلومينيوم 6061-T6 و 7075-T6 و تحت بارگذاري مود تركيبي I و II انجام مي شود. براي تحليل آزمايشگاهي، زواياي ترك مختلف، براي نمونه هاي DLSP، در نظر گرفته شده كه شرايط مود I خالص و هم چنين مودهاي تركيبي I و II را ايجاد مي كند. با توجه به اين كه هنگام انجام آزمايش، تغيير شكل پلاستيك در اطراف نوك ترك رخ مي دهد، براي اجتناب از انجام تحليل هاي الاستيك پلاستيك پيچيده، از مفهوم ماده معادل براي آلومينيوم 6061-T6 و 7075-T6 با هدف معادل سازي رفتار غير خطي ماده نرم واقعي با يك ماده ترد مجازي كه رفتار خطي دارد، استفاده مي شود. معيار هاي شكست بيشترين تنش محيطي و معيار بيشترين تنش محيطي تعميم يافته (GMTS)، كه تاثيرات تنش T-Stress را در روابط شكست لحاظ مي كند، در كنار مفهوم ماده معادل مي توانند رفتار شكست نمونه هاي DLSP آزمايشگاهي را تحت مود تركيبي I و II بارگذاري پيش بيني كنند. از نتايج آزمايش مشاهده شد كه، معيار بيشترين تنش محيطي تعميم يافته در كنار مفهوم ماده معادل، پيش بيني خوبي از رفتار شكست ماده در مقايسه با معيار بيشترين تنش محيطي داشته است. هم چنين تحليل هاي الاستيك-پلاستيك المان محدود، بر روي نمونه هاي DLSP، با هدف تخمين اندازه ي ناحيه ي پلاستيك نوك ترك انجام گرفت.

1397/12/15

Theoretical and Experimental Evaluations of Fracture Behavior in Cracked Aluminum Specimens, under Mixed Mode I/II Loading

11/21/2018 12:00:00 AM

Theoretical and experimental evaluations are made on ductile failure of diagonally loaded square plate (DLSP) specimens, made of Al 6061-T6 and Al 7075-T6 and weakened by central cracks, under mixed mode I/II loading. In the experimental program, different crack inclination angles are considered in DLSP specimens to provide pure mode I and various mixed mode I/II loading conditions. As the cracked DLSP specimens are observed to fail with large plastic deformations around the crack tip, the Equivalent Material Concept (EMC) is utilized to equate Al 6061-T6 and Al 7075-T6 having ductile behavior with a virtual brittle material having fully linear-elastic behavior with the aim to avoid elastic-plastic failure analysis. Thanks to EMC, the maximum tangential stress (MTS) model and the generalized maximum tangential stress (GMTS) criterion, which takes into account the effects of T-stress on fracture, are utilized to predict mixed mode I/II fracture behavior of DLSP Al 6061-T6 specimens. It is revealed that EMC-GMTS criterion can provide better predictions for fracture behavior than EMC-MTS criterion under mixed mode loading. Some elastic-plastic finite element (FEM) analyses are also performed on the cracked DLSP specimens in order to accurately determine the ductile failure regime.