11544

11544

بررسي عددي پارامترهاي شكست در مواد FGM بر اثر بارگذاري حرارتي

كارشناسي ارشد

مكانيك - مهندسي هوافضا - سازه هاي هوايي

دي ماه 1390

دي ماه 1390

دكتر مجيدرضا آيت الهي

چكيده امروزه مواد FGM به علت خواص منحصر به فرد مكانيكي¬شان، خصوصاً استحكام خوب در دماي بالا، در صنايع هوا¬فضا و خودرو¬سازي به عنوان پوشش¬هاي عايق حرارتي استفاده فراواني پيدا كرده¬اند. به دليل چند ماده‏اي بودن اين‏گونه مواد، احتمال بروز و رشد ترك در آن‏ها به ويژه در بارگذاري حرارتي زياد مي‏باشد. بنابراين بررسي رشد ترك در اين‏گونه مواد از مسائل مهم براي طراحان عايق حرارتي است. به منظور بررسي رشد ترك در مواد FGM، لازم است كه روابط تنش اطراف ترك محاسبه گردد. تحقيقات نشان مي‏دهد كه بررسي روابط تنش اطراف ترك در مواد FGM همانند مواد همگن نيازمند محاسبه پارامترهايي همچون ضرائب شدت تنش و تنش T و غيره مي‏باشد. از طرف ديگر شبيه‏سازي اين‏گونه مواد در نرم‏افزارهاي متداول اجزاء‏محدود امكان‏پذير نبوده و نياز به تدوين كد و يا زيربرنامه مي‏باشد. در اين پايان¬نامه روشي براي شبيه¬سازي قطعات ساخته شده از مواد FGM تحت بارگذاري¬هاي مكانيكي و حرارتي با استفاده ازيكي از زيربرنامه‏هاي نرم¬افزار ABAQUS معرفي شده است و سپس با استفاده از روش فرامعين ، ضرائب شدت تنش و تنش T با كمك روابط حوزه تنش اطراف ترك قطعات مواد FGM، براي دو هندسه، يك ترك مركزي و يك ترك لبه¬اي محاسبه شده و با مراجع ديگر مقايسه شده است. نتايج تطبيق خوبي با نتايج حل تحليلي دارند. به دليل وجود حل تحليلي براي ضرائب شدت تنش فقط براي هندسه¬هاي خاص، وجود روش اجزاء¬محدود مطمئن و در دسترس براي محاسبه ضرائب شدت تنش در هندسه¬هاي پيچيده اهميت ويژه¬اي دارد كه روش معرفي شده در اين پايان‏نامه شرايط شبيه‏سازي مواد FGM و محاسبه پارامترهاي ترك در اين گونه مواد را به‏وجود مي‏آورد. واژه‌هاي كليدي: مواد FGM، بارگذاري مكانيكي و حرارتي، ضرائب شدت تنش وتنش T، نرم‏افزارABAQUS ، روش فرامعين.