This study investigates the fatigue life of a cracked plate subjected to cyclic load under linear elastic fracture mechanics, using a numerical method of extended isogeometric analysis (XIGA) with a K-refinement approach. XIGA is applied to simulate discontinuity problems without meshing and without the necessity for element boundaries to be aligned to crack faces. In this method, the crack faces are simulated by discontinuous Heaviside functions, whereas the singularity in the stress field at the crack tip is simulated by crack tip enrichment functions. The stress intensity factors for the cracks are numerically calculated using the interaction integral method. Paris law of fatigue crack growth is utilized for predicting the fatigue life of a cracked plate. In the standard finite element analysis, there is no refinement method similar to k-refinement. The effect of the k-refinement on the accuracy of the values stress intensity factor and fatigue life is investigated. To achieve this, the order of Non-uniform rational B-Splines (NURBS) basic function is considered as linear, quadratic, and cubic. It is observed that as NURBS orders are increased in k-refinement, results are improved, and the error is lower compared with the analytical solution. The results show that values of stress intensity factor and fatigue life obtained using XIGA are more accurate compared to those obtained by the finite element method. In addition, and they are closer to the results of the analytical solution, and the XIGA method is more efficient. پرونده مقاله

Joints are considered the weakest part of an engineering structure and failure usually occurs in this region, firstly. One of the main factors in the rupture of adhesive joints is the normal stresses between the layers created by the presence of an out-of-center load and bending moment. The present research work has focused on the influence of parameters including the adhesive zone length, adhesive and adherend layer thickness on reducing the amount of normal interlayer stress in a single-lap adhesive joint. Optimization of parameters have been done using BA and PSO optimization algorithm. The distribution of normal and shear stresses are based on two-dimensional elasticity theory that includes the complete stress-strain and strain-displacement relations for the adhesive and adherends. The results obtained from current research revealed that by optimization of mentioned parameters, the value of peeling stress is significantly reduced. Although increasing in Young’s modulus of adhesive layer leads to an increase in normal stress of the joint, it creates a more uniform stress distribution at the edges. The outcomes also revealed that increasing the length of the joint zone and the thickness of adherends can improve the interlayer normal stress in the adhesive joint. پرونده مقاله

In the present study, the transient stress distribution caused by a break in the fibers of an adhesive bonding is investigated. Transient stress is a dynamic response of the system to any discontinuity in the fibers from detachment time till their equilibrium state (or steady state). To derive the governing dynamic equilibrium equations shear lag model is used. Here, it is assumed that the tensile load is supported only by the fibers. Employing dimensionless equations, initial conditions and proper boundary conditions, the differential-difference equations are solved using explicit finite difference method and the transient stress distribution is obtained in the presence of discontinuities. The present work aims to investigate the transient stress distribution in a single-lap joint, caused by the fiber breakage in a single layer of the adhesive joint. For this purpose, the effect of different number of broken fibers (including mid fiber) in the adherend on load distribution in other intact filaments, the location of fiber breaks in the adherend, and the effect of adhesive length is studied on the overall joint behavior. The results show that a the fiber is broken away, the amount of initial shock (maximum load) into the fiber and thus the dynamic overshoot is reduced. Maximum amount of shock in the lateral fibers is broken at this point due to breakage in the thirteenth fiber maximum axial load and shock are introduce to the fourteenth fiber. پرونده مقاله

گسسته سازی دامنه های تحلیل در مسائل دارای هندسه پیچیده یا بی قاعده از طریق معادلات انتگرالی نیازمند انتخاب روش های عددی مناسب، معرفی نقاط گاووسی و گره ای با توزیع مطلوب، توابع پایه و وزن، تعیین روش تقریب زنی یا درونیابی است. جملات ناهمگن، شرایط مرزی هندسی و بارگذاری خاص ناشی از شبیه‌سازی مدل فیزیکی رخداد‌ها به مدل ریاضی، کارآیی برخی روش ها را کاهش می دهد. در این میان روش بدون المان درونیابی نقطه ای شعاعی در زمره روش‌های عددی بدون المان جدید به شمار می آید. در این روش، درکنار توابع چند جمله ای با امکان غنی سازی آنها، می توان از تابع پایه شعاعی که منجر به تبدیل دامنه های نامتناهی به دامنه ای متناهی فرضی برای رفع تکینگی می شود، نیز استفاده نمود. در این تحقیق مروری ضمن بیان تئوری این روش عددی تا حد امکان به بیان سیر تکامل، بهبود و بکارگیری آن در بحث مکانیک شکست پرداخته و درنهایت ضمن بیان مزایا و معایب این روش طرحواره های پیشنهادی جهت تکمیل و ادامه مطالعات مطرح می‌گردد. پرونده مقاله

هدف از انجام این تحقیق، بررسی توزیع تنش در مجموعه‌ی پست و کور، در دندان آسیای کوچک فک بالا با دو ریشه است. در چنین دندانی، پست و کور به صورت یک‌پارچه و دو تکه منظور شده‌اند. برای تهیه‌ی مدل پایه‌ی دندان، از دندان کشیده‌شده‌ی یک بیمار ارتودنسی استفاده گردید. سپس به منظور تهیه‌ی مدل سه بعدی رایانه‌ای، به کمک دستگاه اسکنر سه‌بعدی، مدل پایه‌ی دندان تهیه گردید. پس از آن در نرم‌افزارهای مدل‌سازی مهندسی سالیدورک، مدل رایانه‌ای تکمیل و سپس برای تحلیل تنش در تحلیل‌گر انسیس، تحت دو بار محوری و مورب 45 درجه با اندازه‌ی 400 نیوتن قرار گرفت. جنس انتخاب شده برای پست و کور در هردو حالت یک‌پارچه و دوتکه، آلیاژ نیکل-کروم منظور شد. نتایج نشان می-دهند که استفاده از فرول در تمامی حالات، باعث کاهش تنش در ریشه‌ها می‌شود؛ هم‌چنین مشاهده گردید که استفاده از فرول، لزوماً باعث کاهش تنش در پست و کور نمی‌گردد. بیشینه تنش معادل فون-مایزز در ریشه‌ها، مستقل از بار وارده، در حالت پست و کور دوتکه کم‌تر از حالت پست و کور یک‌پارچه بود. علاوه بر آن، مشخص شد که تحت بار مورب، تنش بیشتری در اجزای مجموعه‌ی پست و کور ایجاد می‌شود. پرونده مقاله

در این مقاله، رفتار ارتعاشی غیرخطی یک نانو ورق با هندسه دایره با فرض شرایط مرزی گیردار مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، ترکیبی از شکل دیفرانسیلی نظریه الاستیسیته غیرمحلی، مدل گرادیان کرنش و اصل همیلتون، به همراه روابط کرنش-جابجایی غیرخطی فون کارمان و روش باقیمانده وزنی گالرکین برای گسسته سازی معادلات حاکم استفاده شده است. در ادامه تأثیر اثرات اندازه (اثر غیرمحلی و اثر مادی مدل گرادیان کرنش) و شرایط اولیه بر رفتار ارتعاشی سازه مدنظر بررسی شده است. نتایج نشان می دهند که این پارامترهای غیرمحلی و مادی به ترتیب منجر به کاهش و افزایش رفتار فرکانس های غیرخطی شده اند. در نهایت، افزایش مقدار اولیه جابجابی یک روند افزایشی برای نسبت فرکانسی به ازای هر پارامتر غیرمحلی و پارامتر مادی ایجاد می‌کند. همچنین، برای تمام پارامترهای غیرمحلی و پارامتر ماده، تفاوت بین نسبت فرکانس با افزایش شرایط اولیه کاهش یافته است. پرونده مقاله

در این تحقیق روابط سینماتیکی در پوسته‌ی جعبه دنده‌ی هارمونیک درایوی که چرخ‌دنده‌ی صلب آن ثابت است استخراج شده‌اند. بر اساس روابط بدست آمده این نتیجه حاصل شده است که به ازای جمیع مقادیر بار اعمال شده، نسبت جابجایی قائم به افقی در پوسته‌ی یاد شده ثابت بوده و فقط به ابعاد هندسی آن بستگی دارد. همچنین، حداکثر تفاوت بین دندانه‌های چرخ‌دنده‌ی صلب و انعطاف پذیر باید برابر 2 باشد. ضمن مقایسه‌ی چرخ‌دنده‌ی انعطاف پذیر با پوسته‌‌ی استوانه‌ای شکلی که تحت بار متمرکز P قرار گرفته ضریب اصلاح Cf برای ابعاد مختلف پوسته‌ی انعطاف پذیر استخراج شده است. این ضریب می‌تواند نقش عمده‌ای در طراحی و ساخت پوسته‌ی انعطاف پذیر ایفا ‌نماید. بدینوسیله می‌توان حداکثر باری را که باعث درگیری کامل دندانه‌ها می‌شود محاسبه نمود. پرونده مقاله