بررسی اثر موقعیت سوراخ بر تابع تنش و توزیع تنش در صفحه سوراخ‌دار به روش حل صریح و عددی

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

افشین بخشایی ¹ , محمد هاشمیان ²

1 - دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد خمینی شهر
2 - استادیار، دانشکده مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد خمینی شهر

Received: 2015-11-07 Accepted : 2015-11-07 Published : 2014-12-22

Keywords: صفحه سوراخ دار, تابع تنش ایری, سوراخ دایره‌ای, حلقه تنش,

Abstract :

در مقاله حاضر تحلیل تنش و حل صریح تنش برای صفحه‌ی مستطیلی با سوراخ دایره­ای با محل اختیاری، تحت تنش نرمال خطی که به دولبه‌ی آن وارد می‌شود مورد بررسی قرار گرفته است. تابع تنش ایری و توزیع تنش اطراف سوراخ دایره‌ای شکل بدست آمده است. در این روش از تئوری دو بعدی الاستیسیته با استفاده از تابع تنش ایری استفاده شده است. روش ارائه شده برای حل صریح، و بدست آوردن تابع تنش ایری از روش‌های قبلی حل صریح قوی‌تر و ساده‌تر است. با استفاده از تابع تنش و تنش در مختصات قطبی، توزیع تنش اطراف سوراخ دایره‌ای شکل محاسبه شده است. با استفاده از رابطه تنش ایری بدست آمده معادلهتوزیع تنش اطراف دایره بدست آمده و نمودار آن رسم شده و با توزیع تنش حاصل از روش المان محدود در نرم افزار آباکوس مقایسه شده است. این مقاله صحت این روش حلرا نشان می‌دهد. مشاهده می‌شود که توزیع تنش حاصل از تابع تنش از محل سوراخ مستقل بوده و فقط به اندازه سوراخ بستگی دارد.

References:

[1] Zhong H,YuT., A weak form quadrature element method for plane elasticity problems, Applied Mathematics Modeling, Vol. 33,2009,pp. 3801–3814.

[2] ZhangT., LiuT.G., ZhaoY., LiuJ.X., Analysis of stress field of finite plates weakened by holes,Journal of Huazhong University Science Technology,Vol. 30, 2002, pp.87–89.

[3] LiQ., ShenS., HanZ.D., AtluriS.N., Application of Meshless Local Petrov-Galerkin (MLPG) to Problems with Singularities, and Material Discontinuities, in 3-D Elasticity CMES, Computer Modeling inEngineeringand Sciences,Vol. 4, No. 5, 2003,pp.571–586.

[4] Cheng B., ZhaoJ., Strengthening of perforated plates under uniaxial comperssion buckling analysis, Thin-Walled Structures, Vol. 48, 2010, pp.905–914.

[5] ZappalortoM., LazzarinP., Three-dimensional elastic stress fields ahead of notchesin thick plates under various loading conditions, Engineering Fracture Mechanics, Vol. 108, 2013, pp. 75–88.

[6] EmanueleM., CarloP., ClaudioM., Elastic stability of plates with circular and rectangular holes subjected to axial compression and bending moment, Thin-Walled Structure, Vol. 74, 2009, pp.241–255.

[7] Viola E., Tornabene F., Ferretti E., Fantuzzi N., Soft core plane state structures under static loads using GDQFEM and cell method, Computer Modeling in Engineeringand Sciences,Vol. 94, No.4, 2013, pp.301-329.

[8] Li-ShengW., Fu. A., first course in elasticity, The Ohio State University,1996,205, pp.205–209. (From class notes of Professor J.Dundurs of Northwestern University, Evanston).

[9] Li Y., Fantuzzi N., Tornabene F., On mixed mode crack initiation and direction in shafts: strain energy density factor and maximum tangential stress criteria,Engineer Fracture Mechanics,Vol. 109, 2013, pp. 273–289.

[10] Viola E., Tornabene F., Ferretti E., Fantuzzi N., On staticanalysis of composite plane state structures via GDQFEM and cell method, Computer Modeling in Engineeringand Sciences,Vol. 94, No.5, 2013, pp.421–58.

[11] Viola E, Tornabene F, Ferretti E, Fantuzzi N, GDQFEM numerical simulations of, continuous media with cracks and discontinuities, Computer Modeling in Engineeringand Sciences,Vol. 94, No.4, 2013, pp.331–369.