تأثیر هندسه شیار مورب U شکل بر نسبت مودها در مود ترکیبی I و II

Subject Areas : Journal of Simulation and Analysis of Novel Technologies in Mechanical Engineering

احسان براتی ¹

1 - استادیار، مجتمع دانشگاهی مکانیک و هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین شهر، اصفهان، ایران

Received: 2015-09-27 Accepted : 2015-09-27 Published : 2013-12-22

Keywords: المان محدود, شیار مورب U شکل, مود ترکیبی, نسبت مودها,

Abstract :

در شیارهای مورب، امکان وقوع مود ترکیبی I و II بیشتر می‌­شود. همچنین نسبت مود II به مود I در حالت کلی نسبت به شیار مستقیم افزایش می‌­یابد. در این تحقیق، تأثیر هندسه شیار یعنی عمق شیار، زاویه شیار، شعاع انتهای شیار، و موقعیت شیار نسبت به تکیه گاهها، بر نسبت مود II به مود I در شیارهای U شکل مورب مورد تحلیل قرار گرفته است. بارگذاری به صورت خمش سه نقطه­ای و تحت شرایط کرنش صفحه­ای انجام شده است. برای به دست آوردن نسبت مودها، از روش المان محدود توسط نرم­افزار ΑΝSYS استفاده شده است. نتایج عددی المان محدود نشان داده است که با افزایش شعاع انتهای شیار، نسبت مودها افزایش می‌یابد. همچنین مشخص شده است که با افزایش فاصله لبه شیار تا تکیه­گاه و نیز افزایش زاویه شیار، نسبت مودها کاهش می‌­یابد. در این تحقیق مشاهده شده است که افزایش یا کاهش عمق شیار تأثیر پیچیده­تری بر نسبت مودها دارد، به طوری که نسبت مودها با تغییر عمق شیار در حالت کلی دارای یک مینیمم نسبی و یک ماکزیمم نسبی است.

References:

[1]     Gómez F.J., Elices M., Berto F., Lazzarin P., Local strain energy to assess the static failure of U-notches in plates under mixed mode loading, International Journal of Fracture, Vol. 145, 2007, pp. 29-45.

[2]     Gómez F.J., Elices M., Berto F., Lazzarin P., Fracture of V-notched specimens under mixed mode (I + II) loading in brittle materials, International Journal of Fracture, Vol. 159, 2009, pp. 121-135.

[3]     Ayatollahi M.R., Torabi A.R., A criterion for brittle fracture in U-notched components under mixed mode loading, Engineering Fracture Mechanics, Vol. 76, 2009, pp. 1883-1896.

[4]     Lazzarin P., Filippi S., A generalized stress intensity factor to be applied to rounded V-shaped notches, International Journal of Solids and Structues, Vol. 43, 2006, pp. 2461-2478.

[5]     Zappalorto M., Berto F., Lazzarin P., Practical expressions for the notch stress concentration factors of round bars under torsion, International Journal of Fatigue, Vol. 33, 2011, pp. 382-395.

[6]     Taghizadeh K., Berto F., Barati E., Local strain energy density applied to martensitic steel plates weakened by U-notches under mixed mode loading, Theoretical and Applied Fracture Mechanics, Vol. 59, 2012, pp. 21-28.

[7]     Torabi A.R., Fakoor M., Pirhadi E., Fracture analysis of U-notched disc-type graphite specimens under mixed mode loading, International Journal of Solids and Structures, Vol. 51, 2014, pp. 1287-1298.

[8]     Berto F., Lazzarin P., Gómez F.J., Elices M., Fracture assessment of U-notches under mixed mode loading: two procedures based on the 'equivalent local mode I' concept, International Journal of Fracture, Vol. 148, 2007, pp. 415-433.

[9]     Gomez F.J., Elices M., Berto F., Lazzarin P., Fracture of U-notched specimens under mixed mode: Experimental results and numerical predictions, Engineering Fracture Mechanics, Vol. 76, 2009, pp. 236-249.

[10] Berto F., Ayatollahi M.R., Fracture assessment of Brazilian disc specimens weakened by blunt V-notches under mixed mode loading by means of local energy, Materials and Design, Vol. 32, 2011, pp. 2858-2869.

[11]  Begini M., Benedetti M., Fontanari V., Monelli BD., Stress intensity factors of inclined kinked edge cracks: A simplified approach, Engineering Fracture Mechanics, Vol. 81, 2012, pp. 120-129.

[12] Niu L.S., Shi H.J., Robin C., Pluvinage G., Elastic and elastic-plastic fields on circular rings containing a V-notch under inclined loads, Engineering Fracture Mechanics, Vol. 68, 2001, pp. 949-962.