شبیه‌سازی آزمون‌های شکست مود ترکیبی با استفاده از روش المان‌ محدود توسعه‌ یافته

Authors

  • امیررضا شاهانی استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی، تهران
Abstract:

در این پژوهش، یک نمونه آزمون مود ترکیبی شکست، با استفاده از روش المان‌محدود توسعه‌یافته، شبیه‌سازی می‌شود. بدین‌منظور، نمونه‌ای با نام "ورق مربعی با بارگذاری قطری" انتخاب شده که برای آن، نتایج آزمون‌های تجربی موجود می‌باشد. فرایند بارگذاری قبل از شکست، لحظه شکست و رشد ترک در قطعه، شبیه‌سازی شده و بارگذاری به صورت جابجایی کنترل درنظرگرفته شده است. مدل‌سازی انجام شده مبتنی بر واقعیت بوده و در هر مرحله از تحلیل، با استفاده از معیارهای شکست، زاویه و مقدار رشد ترک تعیین شده است. همچنین برای شبیه‌سازی آزمون‌های مختلف، از یک مدل با مش‌بندی ثابت استفاده شده که در نتیجه هزینه‌های محاسباتی به شدت کاهش یافته است. همچنین انتگرال‌گیری عددی در المان‌های غنی‌شده مورد بررسی قرار‌گرفته و با تحلیل تأثیر تعداد نقاط گأوس در این المان‌ها بر پارامتر شکست، تعداد نقاط گأوس بهینه، تعیین گردیده است. مقایسه نتایج شبیه‌سازی به روش المان‌محدود توسعه‌یافته با میانگین داده‌های آزمون‌های تجربی، نشان می‌دهد بار بحرانی و ضرایب شدت تنش در لحظه شکست قطعات، کمتر از ده درصد اختلاف دارند. همچنین مسیر رشد ترک در آزمون‌های تجربی و تحلیل‌های المان‌محدود توسعه‌یافته مقایسه می‌گردد. مشاهده می‎شود تطابق خوبی بین نتایج مسیر رشد ترک، وجود دارد.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

بررسی رشد ترک چسبنده در محیط دو فاز با استفاده از روش المان محدود توسعه یافته

ایجاد و گسترش ترک در محیط متخلخل اشباع یکی از نکات مهمی است که در چند سال اخیر تحقیقات گسترده‌ای بر روی آن انجام شده است، یکی از روش‌های نوین برای بررسی و تحلیل ناپیوستگی در محیط دو فاز مانند گسترش ترک، روش المان محدود توسعه یافته می‌باشد. مزیت این روش نسبت به روش-های دیگر عدم نیاز به مش‌بندی مجدد محیط در هر مرحله از آنالیز می‌باشد. در روش المان محدود توسعه یافته با غنی‌کردن المان‌هایی که ناپیو...

full text

مقایسه روش های اجزای محدود متداول و توسعه یافته در پیش بینی شکست نمونه با شیار کلیدی شکل تحت بارگذاری مود ترکیبی

مواد ترد به‌علت سختی قابل‌توجه و هم‌چنین شکل‌پذیری اندک، کاربرد زیادی در صنایع گوناگون مانند اتوموبیل‌سازی، دریایی و هوایی دارند. بنابراین بررسی رفتار خرابی و شکست مکانیکی این مواد یکی از مهم‌ترین چالش‌های مهندسین و محققین است. هدف اصلی این مقاله مقایسه کارایی روش اجزای-محدود توسعه‌یافته با روش اجزای‌محدود متداول در پیش‌بینی ایجاد و رشد ترک در یک ماده ترد می‌باشد. برای این منظور ابتدا با به‌کار...

full text

مدل سازی شکست دینامیکی با استفاده از روش المان محدود توسعه یافته

پدیده شکست در اجسام یکی از عمده ترین مسائلی است که انسان با آن مواجه بوده است. در صنعت بسیاری از سازه ها تحت شکست دینامیکی گسیخته می شوند و این نوع شکست در اجسام، دارای ماهیت پیچیده میباشد.پدیدههایی مانند پیش بینی رشد ترک، چند شاخه ای شدن و... همگی در شکست دینامیکی اتفاق می افتد. تا کنون شکست دینامیکی با روش های عددی متعددی مانند روش المان محدود و المان مرزی و روش های بدون مش بررسی شده است، اما...

تحلیل شکست استاتیکی با استفاده از روش المان محدود توسعه یافته

روش المان محدود، به عنوان یکی از کاربردی ترین روشهای عددی در علوم مهندسی شناخته می شود. محدودیت های این روش در بررسی رشد ترک در حوزه مکانیک شکست، از جمله وابستگی شدید ترک به شبکه ی المان محدود، شبکه بندی مجدد و در موارد خاص استفاده از المان های تکینه، دشواری هایی را به همراه دارد. امروزه روش المان محدود توسعه یافته، xfem، به عنوان روشی نوین، یکی از مطلوب ترین روش ها در شبیه سازی رشد ترک است. اس...

15 صفحه اول

بررسی دینامیکی یک ترک ایستا در محیط محدود دو بعدی ارتوتروپیک با روش المان محدود توسعه یافته

در این مقاله، بررسی رفتار ترک در مواد ارتوتروپیک به صورت محاسبه ضرایب شدت تنش با استفاده از روش اجزای محدود توسعه‌یافته ( XFEM ) ارائه شده است. مدل‌سازی ترک شامل فرآیند غنی‌سازی حوزه نوک ترک برای ناپیوستگی متغیر در سطح ترک با استفاده از مجموعه بردارهای مرتبه ای انجام شده است. برای غنی¬سازی حوزه نوک ترک از توابع عنی¬سازی مواد ارتوتروپیک استفاده شده است. در معادلات الاستودینامیک گسسته، برای انتگر...

full text

تحلیل مود مختلط رشد ترک خستگی پنل‌های آلومینیومی حاوی ترک ترمیم شده با وصله‌های کامپوزیتی به روش المان محدود توسعه یافته

روش المان محدود توسعه یافته (XFEM) یکی از قوی‌ترین روش‌های عددی در مدل‌سازی ناپیوستگی بوده و بر پایه المان محدود می‌باشد. در این روش با غنی‌سازی گره‌ها و افزایش درجات آزادی آن‌ها از 2 به 4 و حتی در شرایط خاص به 10 به‌طور مجازی و بدون نیاز به تطبیق مش با هندسه ناپیوستگی، امکان مدل‌سازی فراهم می‌شود. در المان محدود لزوم تطابق کامل لبه المان‌ها با لبه ترک، تغییر المان‌بندی در هر مرحله از رشد ترک ر...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


Journal title

volume 5  issue 2

pages  123- 137

publication date 2015-06-22

By following a journal you will be notified via email when a new issue of this journal is published.

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023