-
شماره ركورد
26914
-
پديد آورنده
حامد كريمي نژاد
-
عنوان
محاسبه ناحيه پلاستيك اطراف شيار با استفاده از روش برهم نگاري ديجيتال(DIC)
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
-
سال تحصيل
1399
-
تاريخ دفاع
1401/6/8
-
استاد راهنما
دكتر مجيد رضا آيت اللهي
-
دانشكده
مهندسي مكانيك
-
چكيده
ناحيه پلاستيك ايجاد شده در اطراف شيار¬ها و ترك¬ها نقشي اساسي در رشد ترك و عمر خستگي قطعات صنعتي دارد. از اين رو مطالعه ناحيه پلاستيك از اهميت ويژه¬اي برخوردار است. در اين پايان-نامه، با استفاده از روش برهم نگاري ديجيتال(Digital Image Correlation) ناحيه پلاستيك اطراف شيارهاي V شكل نوك تيز در شرايط تنش صفحه¬اي، با زاويه دهانه¬هاي مختلف و تحت مود I بارگذاري به دست آمده است. روشي كه براي تخمين اندازه ناحيه پلاستيك با استفاده از روش برهم نگاري ديجيتال مورد استفاده قرار گرفته است، بر مبناي غيرخطي بودن رفتار ماده در ناحيه پلاستيك مي¬باشد. در اين روش رفتار غيرخطي ميدان¬هاي جابجايي به دست آمده از روش برهم نگاري ديجيتال مورد بررسي قرار گرفته و شروع و پايان رفتار غيرخطي مشاهده شده در جابجايي¬ها، به عنوان ناحيه پلاستيك در نظر گرفته شده است. براي شياري كه در راستاي محور افقي مي¬باشد، در فاصله مشخصي از نوك شيار(فاصله X در راستاي محور افقي)، جابجايي¬هاي به دست آمده در راستاي محور Y (مربوط به همان X مذكور) بررسي مي¬شود و در صورت مشاهده تغييرات ناگهاني در مقدار جابجايي¬ها، ابتدا و انتهاي اين رفتار به عنوان محدوده ناحيه پلاستيك در فاصله X از نوك شيار در نظر گرفته مي¬شود. به همين ترتيب براي فاصله¬هاي مختلف( X هاي مختلف) از نوك شيار، اين روش تكرار شده و محدوده ناحيه پلاستيك اطراف شيار مشخص خواهد شد. براي صحت سنجي روش ارائه شده در اين پايان¬نامه، نتايج به دست آمده از روش برهم نگاري ديجيتال براي محاسبه ناحيه پلاستيك اطراف شيارها با نتايج حاصل از شبيه¬سازي با نرم¬افزار المان محدود و همچنين نتايج به دست آمده از روش تئوري تخمين اول و دوم اروين، با در نظر گرفتن ترم¬هاي مرتبه بالاتر تنش، مقايسه گرديد. در بارهاي نزديك به بار شكست، ناحيه پلاستيك به دست آمده توسط روش ارائه شده با نتايج به دست آمده از روش المان محدود منطبق مي¬باشد و با كاهش بار، تطابق روش ارائه شده به تخمين اول اروين با يك ترم تنش، نزديك¬تر مي¬شود و از روش المان محدود مقداري فاصله مي¬گيرد. طبق مشاهدات با كاهش زاويه دهانه شيار، اندازه ناحيه پلاستيك اطراف آن افزايش مي¬يابد. در اين پايان¬نامه نمونه¬هاي استفاده شده داراي شيارV شكل نوك تيز مي¬باشند.. با توجه به آزمايش-هاي مختلفي كه بر روي نمونه¬هاي مختلف انجام شد، تطابق خوبي ميان روش¬ ارائه شده بر مبناي برهم نگاري ديجيتال و نتايج المان محدود يافت شد، اما تخمين اول و دوم اروين در اكثر موارد ارزيابي مناسبي از ناحيه پلاستيك اطراف شيار¬ها نداشتند. قابل ذكر است كه در اين تحقيق از دو ماده مختلف آلومينيوم 6T-6061 و فولاد 4340 استفاده شده است. همچنين دو نوع تست¬ خمش چهار نقطه¬اي و تست برش كششي فشرده براي انواع شيارها مورد استفاده قرار گرفته است.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1401/06/12
-
عنوان به انگليسي
evaluation of plastic zone around notches by using Digital Image Correlation (DIC)
-
تاريخ بهره برداري
8/30/2023 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
حامد كريمي نژاد
-
چكيده به لاتين
The plastic zone around notches and cracks plays an essential role in crack growth and fatigue life of industrial parts. Therefore, the study of the plastic zone is an important issue. In this thesis, by using Digital Image Correlation Method(DIC), the plastic zone around sharp V-shaped notches under plane stress conditions, with different opening angles and under Mode I loading has been obtained. The method that has been used to estimate the size of the plastic zone by using the digital mapping method is based on the non-linear behavior of the material in the plastic zone. In this method, the non-linear behavior of the displacement fields obtained by the digital image correlation method is investigated and the beginning and end of the non-linear behavior observed in the displacements is considered as the plastic zone. For a notches that is in the horizontal axis, at a certain distance from the notch tip (interval X along the horizontal axis), the displacements obtained in the direction of the Y axis (related to the same X mentioned) are checked and if Observing sudden changes in the amount of displacements, the beginning and the end of this behavior is considered as the limit of the plastic region at the distance X from the notch tip. In the same way, for different distances (different X) from the notch tip, this method will be repeated and the range of the plastic zone around the notches will be obtained. To verify the accuracy of the method presented in this thesis, the results obtained from DIC method for calculating the plastic zone around the notches with the results obtained from the simulation with the finite element software and also the results obtained from the Irwin's first and second estimations were compared by considering the higher order terms of stresses. At loads close to the fracture load, the plastic zone obtained by the proposed method is consistent with the results obtained from the finite element method, and when load decreases, the agreement of the presented method is closer to Irwin's first estimation with one stress term. and it is different from the finite element method. In this thesis, the samples used have a sharp V-shaped notch. There is a good match between the proposed method based on DIC and Finite element results, but Irwin's first and second estimation did not have a proper assessment of the plastic zone around the notches in most cases.. It should be noted that in this research, two different materials, Aluminum 6061-T6 and Steel 4340, and two types of test were used. including four-point bending test and compressive tensile shear test.
-
كليدواژه هاي فارسي
ناحيه پلاستيك اطراف شيار , رهم نگاري ديجيتال , روش غيرخطي , تخمين اروين , ناحيه پلاستيك , شيار Vشك نوك تيز
-
كليدواژه هاي لاتين
Plastic zone around notches , Digital Image Correlation (DIC) , Non-linear method , Plastic zone , Irwin’s estimations , Sharp V-notches
-
Author
hamed kariminezhad
-
SuperVisor
Dr. Majid Reza Ayatollahi
-
لينک به اين مدرک :