متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی مکانیک

عنوان : تحلیل تنش پاد صفحه ای صفحات مستطیل شکل تضعیف شده توسط چندین ترک و حفره

دانشگاه زنجان

دانشکده فنی و مهندسی

گروه مکانیک

پایان نامه جهت دریافت درجه کارشناسی ارشد

عنوان پایان نامه:

تحلیل تنش پاد صفحه ای صفحات مستطیل شکل تضعیف شده توسط چندین ترک و حفره

استاد راهنما:

دکتر رضا تیموری فعال

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده:

در ابتدا حل نابجايي پاد صفحه اي از نوع ولترا در يک صفحه مستطيل شکل با طول و عرض محدود و شرايط مرزي مختلف توسط روش جداسازي متغير ها بدست مي آيد. سپس تکنيک نابجايي توزيع شده براي بدست آوردن معادلات انتگرالي مربوط به صفحه مستطيل شکل تضعيف شده توسط انواع ترک ها و حفره ها تحت بار گذاري پاد صفحه اي به کار برده مي شود. بکمک اصل باکنر اثر بارگذاري خارجي در مرزهاي محيط روي سطوح ترک و مرزهاي حفره بدست مي آيند که بکمک آن ترمهاي بيرون انتگرال معادلات انتگرالي مشخص مي شوند.  کرنل اين معادلات داراي تکينگي از نوع تکينگي کوشي هستند که به شکل عددي و با استفاده از روش عددي موجود در مراجع موجود حل مي شوند. با حل اين معادلات دانسيته نابجايي بدست آمده و ضريب شدت تنش در نوک ترکها و تنش محيطي بي بعد روي حفره ها محاسبه مي گردند. چندين مثال براي مشخص کردن اعتبار وکاربرد فرآيند بکار رفته حل مي شوند.

فصل اول: مقدمه

مقدمه:

وجود عيوب به شکل ترک ها و حفره ها  در مواد کامپوزيت ناحيه هايي  با تغييرات تنش زياد ايجاد مي کنند. اين نواحي عمده ترين مکان براي پيدايش مد هاي مختلف شکست در سازه ها مي باشند حتي اگر بارگذاري اعمال شده درحد متوسط باشد. بنابراين تحليل تنش در مجاورت عيوب به عنوان اولين مرحله در فرآيند طراحي ضروري است.

در مسايل الاستيسيته پاد صفحه اي استفاده از روش نابجايي پاد صفحه اي براي بدست آوردن راه حل هايي براي مسايل ترک در محيط هاي نامحدود يا نيمه نامحدود، يک کار معمول مي باشد. اين موضوع به اين خاطر است که حل نابجايي همانند يک حل تابع گرين براي مسايل اصلي ترک مي باشد.

تحليل تنش در محيط هاي تضعيف شده توسط مجموعه اي از ترک ها و حفره ها از دير باز مورد توجه محققين بوده است. از جمله تکنيک هاي موثر در تحليل مذکور استفاده از روش توزيع نابجايي مي باشد. تحقيقات انجام شده نشان داده است که از ديدگاه رياضي ترک را مي توان به صورت مجموعه اي از نابجايي ها در نظر گرفت و با استفاده از اصل جمع آثار حرکت نسبي لبه هاي ترک نسبت به يکديگر و در نتيجه ضريب شدت تنش را محاسبه نمود. در حقيقت توانايي حل نابجايي در حل مسائل مکانيک شکست خطي به قدرتمندي حل گرين در حل معادلات ديفرانسيل مي باشد. در اين پايان نامه در ابتدا ميدان تنش و تغير مکان در مناطق متفاوت در اثر نابجايي پاد صفحه اي ولترا محاسبه مي گردد تا در نهايت براي تحليل تنش محيط هاي حاوي ترک و حفره مورد استفاده قرار گيرد. مناطقي که مورد بررسي قرار مي گيرند عبارتند از صفحه مستطيل شکل با شرايط مرزي دو لبه آزاد و دو لبه گير دار، صفحه مستطيل شکل با هر چهار لبه آزاد، صفحه مستطيل شکل با يک لبه آزاد و سه لبه گير دار و صفحه مستطيل شکل با سه لبه آزاد و يک لبه گير دار.

بعد از بدست آوردن حل نابجايي در اين محيط ها ميدان تنش بدون در نظر گرفتن ترک و حفره فقط در اثر بارگذاري خارجي در اين محيط ها بدست مي آيد. از حل هاي بدست آمده براي تحليل تنش در محيط هاي شامل ترک و حفره استفاده مي شود. در مورد حفره نشان داده مي شود که حفره را مي توان بصورت ترک بسته و بدون تکينگي در نظر گرفت و با اعمال شرايط مناسب تنش محيطي را روي آن بدست آورد.

مسائل مربوط به صفحه مستطيل شکل عبارتند از :

تحليل يک ترک مستقيم احاطه شده، تحليل دو ترک مستقيم احاطه شده و يک حفره بيضوي، تحليل يک ترک مستقيم احاطه شده و يک ترک مستقيم لبه اي به همراه يک حفره بيضوي

هر يک از مثال هاي فوق يکبار براي صفحه مستطيل شکل با دو لبه آزاد و دو لبه گير دار، صفحه مستطيل شکل با يک لبه آزاد و سه لبه گير دار و نيز صفحه مستطيل شکل با سه لبه آزاد و يک لبه گير دار که شرايط بار گذاري يکساني دارند، حل شده اند و يکبار نيز براي صفحه مستطيل شکل با چهار لبه آزاد که شرايط بار گذاري آن با سه حالت مذکور متفاوت است، حل شده اند.

براي مقايسه جواب هاي بدست آمده با مراجع موجود، مسئله يک صفحه مستطيل شکل با هر چهار لبه آزاد که توسط دو ترک مستقيم و يک حفره بيضوي تضعيف شده است حل گرديد. پس از ميل دادن طول صفحه مستطيل شکل با هر چهار لبه آزاد به بي نهايت و اعمال شرايط بارگذاري يکسان، حل بدست آمده براي صفحه مستطيل شکل با هر چهار لبه آزاد با حل بدست آمده براي باريکه دقيقا مطابقت داشت.

شرايط بارگذاري براي صفحات مستطيل شکل که چهار لبه آن آزاد نيست بصورت نقطه اي روي لبه بالايي صفحه مستطيل شکل مي باشد و براي صفحه مستطيل شکل با هر چهار لبه آزاد بصورت چهار بار نقطه اي که شرايط خود تعادلي صفحه مستطيل شکل را ارضا مي کنند، مي باشد.   

فصل دوم: مرور مطالعاتی و پیشینه کار

مرور کارهای پیشین:

تنها مطالعات اندکي روي مسائل الاستيسيته­ درمحيط هاي ­محدود وجود ­دارد که از آن جمله مي توان به تحليل تنش پاد صفحه اي گوه محدود تضعيف شده توسط حفره ها اشاره نمود که توسط فعال[1] و همکاران صورت گرفته است []. بنابراين مسايل ترک در صفحه مستطيل شکل ارتوتروپيک به عنوان يک محيط محدود مي تواند موضوع يک بررسي جديد باشد. به علت کمبود مطالعات ارزشمند در باره مسايل ترک در صفحه مستطيل شکل، مطالعات انجام شده روي باريکه به عنوان يک محيط نيمه محدود که شبيه ترين هندسه به صفحه مستطيل شکل را دارد مورد بررسي قرار مي گيرند.

تحليل تنش در يک باريکه شامل ترک ها تحت تغيير شکل پاد صفحه اي، موضوع بررسي هاي مختلفي بوده است. برخي از مقالات مرتبط اينجا آورده شده اند. ژو[2] و همکاران[] ميدان تنش در مجاورت دو ترک همراستاي عمود بر لبه هاي باريکه ايزوتروپيک را بررسي کردند. در اين مسئله ترک ها نسبت به خط مرکزي باريکه متقارن بودند و در معرض بارگذاري پاد صفحه اي قرار داشتند. لي[3] [] يک راه حل تحليلي بسته براي مسئله باريکه ذکر شده در بالا بدست آورد با اين تفاوت که باريکه ارتوتروپيک بود. تحليل تنش در يک باريکه ايزوتروپيک تضعيف شده توسط دو ترک همراستاي قرار گرفته روي خط مرکزي باريکه وتحت برش پاد صفحه اي توسط ژو و ما[4] [] انجام شد.

در مقالات ذکر شده، کاربرد شرايط مرزي منجر به يک مجموعه از معادلات انتگرالي مي شود که توسط روش اشميت[5] حل مي شوند. وو و دزينس[6] [] يک راه حل تحليلي براي محاسبه

ضرايب شدت تنش مد سوم مکانيک شکست مربوط به يک ترک لبه اي واقع در فصل مشترک دو باريکه ايزوتروپيک نا متشابه را بدست آورند. در مقاله ديگري لي[] يک ترک واقع در فصل مشترک بين دو باريکه نا متشابه ارتوتروپيک که سطح ترک تحت بارگذاري پاد صفحه اي بود را در نظر گرفت و ضرايب شدت تنش به صورت تحليلي براي باريکه تحت بار گذاري پاد صفحه اي بدست آمدند.

تغيير شکل پاد صفحه اي باريکه ارتوتروپيک با چندين ترک و حفره توسط فعال [] بدست آمده است. در اين مقاله تحليل تنش در يک باريکه ارتوتروپيک شامل يک نابجايي از نوع ولترا انجام شده و با استفاده از حل نابجايي، معادلات ا­نتگرالي براي يک باريکه تضعيف شده توسط ترک ها و حفره ها تحت بارگذاري پاد صفحه اي بدست آمده است. با حل اين معادلات انتگرالي ضرايب شدت تنش در نوک هاي ترکها و تنش محيطي بي بعد روي مرز هاي حفره ها بدست آمده است.

در اين پايان نامه يک صفحه مستطيل شکل ارتوتروپيک در نظر گرفته مي شود. ميدان هاي جابجايي و تنش ايجاد شده توسط يک نابجايي پاد صفحه اي از نوع ولترا در صفحه مستطيل شکل توسط روش جداسازي متغير ها بدست آورده مي شود. حل نابجايي براي فرمول بندي معادلات انتگرالي براي يافتن دانسيته نابجايي نا معلوم روي ترک هاي منحني در صفحه مستطيل شکل به کار برده مي شود. معادلات ا­نتگرالي به طور همزمان حل مي شوند تا تابع دانسيته نابجايي توسط تعميم روش ارائه شده توسط اردوان[7]  []براي در نظر گرفتن همزمان حفره ها و ترک هاي احاطه شده در صفحه مستطيل شکل و ترکهاي لبه اي بدست آيد. اين روش توسط فعال و همکارانش[] معرفي شده که حفره ها را به عنوان ترک هاي منحني شکل احاطه شده و بسته اما بدون تکينگي در نظر گرفته مي گيرد. دانسيته نابجايي براي تعيين تنش محيطي روي سطح حفره ها بکار برده مي شود.

 ضريب شدت تنش روي ترک ها و همچنین تنش محيطي براي حفره ها توسط مثال هاي مختلف بدست آورده مي شوند.

[1] Faal

[2] Zhou

[3] Li

[4] Zhou and Ma

[5] Schmidt

[6] Wu and Dzeins

[7] Erdogan

تعداد صفحه : 98

قیمت : 17300تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        ———- ****       [email protected]

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

*********  ********* *********

دسته بندی : رشته مکانیک