13452

13452

تعيين پارامترهاي مدل ناحيه چسبناك به روش مستقيم

كارشناسي ارشد

مكانيك - طراحي كاربردي - مكانيك جامدات

آبان ماه 1393

آبان ماه 1393

دكتر هادي خرمي شاد

چكيده در روش مستقيم، مدل ناحيه چسبناك با مشتق‌گيري از رابطه نرخ آزادسازي انرژي كرنشي نسبت به باز‌شدگي دهانه ترك به‌دست مي‌آيد. از بين روش‌هاي مستقيم متفاوت، روش تير مبتني بر نرمي به دليل عدم نياز به اندازه‌گيري طول ترك در حين آزمايش، مناسب‌ترين روش است. اين روش توسط محققين در مود I و II به كار گرفته شده است. براي شبيه‌سازي مود تركيبي، علاوه بر پارامتر‌هاي مود‌هاي خالص، به معيار رشد آسيبمود تركيبي نيز نياز است كه براي تعيين آن بايد انرژي شكست در مود تركيبي تعيين شود. بنابراين براي تعيين همه پارامتر‌هاي مدل ناحيه چسبناك، يك آزمايش مود I، يك آزمايش مود II و حداقل يك آزمايش مود تركيبي نياز است. در اين تحقيق با به‌كارگيري روش تير مبتني بر نرمي و آزمايش خمش مود تركيبي ، روشي ارائه شد كه با استفاده از آن مي‌توان پارامتر‌هاي مدل ناحيه چسبناك را مستقيماً براي مود‌هاي تركيبي به دست آورد. با داشتن اين پارامتر‌ها براي دو نسبت مودي، مي‌توان پارامتر‌هاي مود‌هاي I و IIرا برونيابي كرد. به‌اين‌ترتيب تعداد كل آزمايش‌ها از سه آزمايش به يك آزمايش دو مرحله‌اي كاهش مي‌يابد. كه هر دو مرحله آزمايش بر روي يك نمونه انجام شده است و به‌اين‌ترتيب تعداد آزمايش‌ها به حداقل مي‌رسد. براي صحت‌سنجي روش ارائه‌شده، ابتدا آزمايش‌هاي مود I و مود II به ترتيب روي نمونه‌هاي DCBو ENFانجام شدند و پارامتر‌هاي مدل ناحيه چسبناك براي مود Iو IIبه دست آمدند.سپس آزمايش MMB در دو نسبت مودي 33/0 و 66/0 انجام شد و با استفاده از روش ارائه‌شده، پارامتر‌هاي مدل ناحيه چسبناك براي اين دو نسبت مودي تعيين شدند.با برونيابي از مقادير به‌دست‌آمده براي دو مود تركيبي، پارامتر‌هاي مود‌ Iو IIمحاسبه شدند و با خطاي كمتر از 7 درصد، با مقادير به‌دست‌آمده از آزمايش‌هاي DCBو ENFهم‌خواني داشته‌اند.شبيه‌سازي اجزا محدود نمونه‌هاي DCB و ENF با پارامتر‌هاي به‌دست‌آمده از آزمايش‌هاي مود I و II و با پارامتر‌هاي برونيابي شده از آزمايش‌هاي مود تركيبي انجام شد و منحني‌هاي بار-جابجايي حاصل از شبيه‌سازي براي دو سري از پارامتر‌‌ها هم‌پوشاني قابل‌قبولي داشته‌اند.شبيه‌سازي اجزا محدود براي دو آزمايش مود تركيبي نيز انجام شد و هم‌خواني قابل‌قبولي ميان منحني‌هاي آزمايشگاهي و عددي مشاهده شد. واژه‌هاي كليدي:مدل ناحيه چسبناك، اتصالات چسبي، آزمايش خمش مود تركيبي (MMB).