بررسی انتشار ترک در مواد الاستیک خطی با در نظرگرفتن ضریب تصحیح مسیر ترک

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

مهران مرادی ¹ , مهدی پورمحمود ²

1 - استادیار، دانشگاه صنعتی اصفهان
2 - دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی اصفهان

Received: 2015-10-03 Accepted : 2015-10-03 Published : 2008-09-22

Keywords: اجزا محدود, معیار رشد ترک, مسیر انتشار ترک, زاویة تصحیح مسیر ترک,

Abstract :

مدل کردن انتشار ترک به روش اجزا محدود تحت شرایط مختلف بارگذاری از اهمیت فوق‎‎‎العاده‎ای در مکانیک شکست برخوردار است. در این مقاله، با استفاده از علم مکانیک شکست الاستیک خطی، فرآیند رشد ترک بر اساس معیار حداکثر تنش اصلی که توسط ضرایب شدت تنش بیان می‎‎شود، تحلیل می‎گردد. همچنین، روشی برای تصحیح جهت انتشار ترک در آنالیز اجزا محدود بیان شده تا بتوان در تحلیل‎های مختلف یک مسئله با در نظر گرفتن پیشروی‎های متفاوت ترک، در نهایت مسیر ترک واحدی به‌دست آورد. در هر مرحله از پیشروی ترک، جهت تحلیل ناحیه‎ی تنش منفرد نوک ترک از المان‎‎های منفرد در روش اجزا محدود استفاده می‎شود. نتایج چنین تحلیلی برای چندین مدل با هندسه‎های مختلف آورده شده است.

References:

[1] Aliabadi M. H., Boundary element method, Queen mary, UK, 2002.

[2] Tracy D. M., Finite elements for determination of crack tip elastic stress intensity factors, Engineering Fracture Mechanics, Vol. 3, 1971, pp. 255-265.

[3] Fehl B. D., Truman K. Z., An evaluation of fracture mechanics quarter – point displacement techniques used for computing stress intensity factors, Engineering Structures, Vol. 21, 1999, pp. 406-415.

[4] Mahajan R. V., Ravi–Chandar K., An experimental investigation of mixed – mode fracture, International Journal of fracture, Vol. 41, 1989, pp.235-252.

[5] Rethore J., Gravouil A., Combescure A., A stable numerical scheme for the finite element simulation of dynamic crack propagation with remeshing, Comput. Methods Appl. Mech. Engg., Vol. 193, 2004, pp. 4493-4510,.

[6] Kaufman J. G., Moore R. L., Schilling P. E., Fracture toughness of structural aluminum alloys, Engineering Fracture Mechanics, Vol. 2, 1970, pp. 197-210,.

[7] Grigoriu M., Saif M. T. A., Borgi S., Ingraffea A. R., mixed mode fracture initiation and

trajectory prediction under random stresses, International Journal of fracture, Vol.45, 1990, pp. 19-34.

[8] Aliabadi M. H., Young A., Wen P.H., Crack growth analysis for malti – layerd airframe structures by boundary element method, Engineering Fracture Mechanics, Vol. 71, 2004, pp. 619-631.

[9] عباسی، ع، تحلیل مسائل ترک در محدوده الاستیک خطی به روش اجزا محدود با کمک نرم‎افزارANSYS، پایان‎نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، 1380.

 

[10] Reddy J. N., An introduction to the finite element method, Second Edition, McGraw–Hill, Inc., New York, 1993.

[11] Gdoutos E. E., problems of mixed mode crack propagation, Martinus Nijhoff, Netherlands, 1984.

[12] Gomez L. H. H., Meza I. S., Calderon, G. U., Balankin, A. S., Susarrey, O., Evaluation of crack initiation angle under mixed mode loading at diverse strain rates, Theoretical and Applied Fracture Mechanics, Vol. 42, 2004, pp. 53-61.

[13] Parton, V. Z., Morozov, E. M., Elastic – plastic fracture mechanics, Mir Publishers, 1978.

[14] Rashid M. M., The arbitrary local mesh replacement method: An alternative to remeshing for crack propagation analysis, Comput. Methods Appl. Mech. Eng., Vol.154, 1998, pp.133-150,.

[15] Bouchard P. O., Bay F., Chastel Y., Tovena I., Crack propagation modeling using an advanced remeshing technique, Comput. Methods Appl. Mech. Engg. Vol. 189, 2000, pp.732-742.

[16] Portela A., Aliabadi M. H., Rooke, D. P., Dual boundary element incremental analysis of crack propagation, Computers and structures, Vol. 46. No. 2, 1993, PP.237-247.