20600

۲۰۶۰۰

بررسي اثر سرعت بارگذاري در رفتار شكست مود تركيبي آلومينيوم ۷۰۷۵

كارشناسي ارشد

مهندسي هوافضا - سازه

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۱۱/۲۸

دكتر مجيد رضا آيت اللهي - دكتر محمدرضا محمدعليها

مكانيك

بسياري از قطعام آلومينيومي سازه هاي هوافضايي در طعول عمعر سعروي دهعي معي تواننعد دچعار تعر خوردگي شوند. از سوي ديگراين قطعام و اجزاء در معرض بارگذاري هاي مختلف و با نرخ هعاي متفعاوم از استاتيكي تا ديناميكي مي توانند قرار داشته باشند. لذا بررسي رفتار شكست اين ق يل سازه هاي تر دار در سرعت هاي مختلف بارگذاري اهميت فراواني براي طراحان و تيمهاي تعمير و نگهداري دارد. در ايعن پعرو ه ج ت آشنايي بيشتر بر عوامل تأثيرگذار در اين خصوص، از نمونههاي نيم ديسع بعا تعر ل عه اي اسعتفاده شده است. پلكسي گل به عنوان مادهاي ترد و آلومينيوم به عنوان مادهاي نرم معوادي هسعتند كعه در ايعن پژوهش مورد استفاده قرار گرفته انعد و آزمعون خمعش سعه نق طعه در حالعت اسعتاتيكي و دينعاميكي تحعت بارگذاري مود I خالص، مود II خالص و مود تركي ي براي هر كدام از اين مواد انجام گرفته است و به بررسي و مقايسه مسير رشد تر در ماده ترد و نرم در حالت هاي مختلف بارگذاري پرداختعه شعده اسعت كعه هعدف اصلي در اين پايان نامه ميباشد. مزم به ذكر است سه طول متفاوم تر براي نمونهها انتخعاب شعده اسعت كه مسير رشد تر در اين موارد نيز مقايسه شده است. هم چنعين بعار شكسعت اسعتاتيكي و دينعاميكي در سرعت هاي مختلف بارگذاري مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور پيش بيني نتعايج آزمايشعگاهي بعراي مواد ترد از معيارهاي بيشينه تنش مماسي MTS ( و بيشينه تنش مماسي اصلا شعده GMTS ( اسعتفاده شده است و فواصل بحراني در معيار GMTS محاس ه شده و نشان مي دهعد كعه معيعار GMTS م تنعي بعر فاصله بحراني تطابق خوبي با نتعايج آزمايشعگاهي دارد. هعم چنعين تئعوري XFEM-CZM بعراي بررسعي و مقايسه مسير رشد تر در نمونه هاي PMMA به كار گرفته شده است.

1398/03/20

The Effect of Loading Rate on the Mixed Mode Fracture Behavior of Aluminum 7075

6/10/2019 12:00:00 AM

Most of aluminum parts of aerospace structures can lead to fraction during their service life. On the other hand, different loading conditions such as static loading or dynamic loading can be applied on theses parts. Thus, the study of the fracture behavior of these cracked structures under different loading rates are very significant for designers or maintenance teams. In this project, Semi Circular Bending (SCB) specimens with pre-crack are used to investigate this phenomena. Plexi glass as a brittle material and aluminum as a ductile one are used in this thesis in order to investigate the fracture behavior of these materials under static and dynamic loadings in pure mode I, pure mode II, and mixed mode 𝐾𝐼=𝐾𝐼𝐼 loading conditions using three point bending tests. Then, the fracture path between brittle material and ductile material are compared which is the main goal of this project. It should be noticed that three different crack length are chosen for SCB specimens which their crack path differences are also studied. In addition, static and dynamic fracture load of the specimens are investigated in different loading rates. In order to validate the experimental results, Maximum Tangential Stress (MTS) and Generalized Maximum Tangential Stress (GMTS) theories are used. Critical distances in GMTS theory are calculated which indicate that the GMTS theory is in a good agreement with the experimental results. Also, XFEM-CZM theory is employed to compare the crack path in PMMA specimens with experimental results.