نمونه‌ی تیر طره‌ی دوتایی.
شکل (6-4-7) تغییر طول در برابر بازشدگی لبه‌ی پایینی ترک را نشان می دهد. با بهره‌جویی از جزء چسبنده، میزان گسترش ترک در یک بازشدگی مشخص، نسبت به راه کار ترک مجازی، کاهش می یابد.

شکل (6-4-7)- نمودار طول ترک- بازشدگی در نمونه‌ی تیر طره‌ی دوتایی.
گام‌های پیشروی برنامه همانند شکل‌های(6-4-8 تا 11 ) است. به سخن دیگر، این شکل‌ها چگونگی گسترش ترک تیر طره‌ی دوتایی را به نمایش می‌گذارند. معیار گسترش ترک در روش بسته‌شدن مجازی ترک، همان رهایی کارمایه‌ی کرنشی است. این عامل در گام‌های پیاپی در شکل (6-4-8) آمده است.

شکل (6-4-8)-گسترش ترک در گام‌های پیاپی با روش بسته شدن مجازی ترک.

معیار گسترش ترک در شیوه‌ی چسبنده، کارمایه‌ی شکست و تنش چسبندگی است. این عامل‌ها در گام‌های پیاپی در شکل (6-4-9 تا 11) آمده است.

شکل (6-4-9)-کارمایه‌ی شکست در گسترش ترک برای گام‌های پیاپی با شیوه‌ی چسبنده.

شکل (6-4-10)- تنش چسبندگی در گسترش ترک برای گام‌های پیاپی با فن چسبنده.

چگونگی بازشدگی دهانه‌ی ترک با پیشرفت گسترش ترک در گام‌های پیاپی در شکل (6-4-11) آمده است.

شکل (6-4-11)- بازشدگی چسبنده در گسترش ترک برای گام‌های پیاپی با شیوه‌ی چسبنده.

برای بررسی چگونگی تغییرهای تابع چسبندگی در جزء‌های میان لایه‌، عامل طول چسبندگی نقش مهمی دارد. این عامل شمار جزء‌هایی را آشکار می‌کند که نمودار تنش- بازشدگی را از ابتدا تا پایان می‌پیمایند. شکل (6-4-12) جزء‌های طول چسبندگی را نشان می‌دهد. افزایش طول چسبندگی با افزودن بار پیش از بیشینه‌ی بارگذاری را شکل (6-4-12-1) به نمایش می‌گذار‌د. در شکل (6-4-12-2) شکست نخستین جزء در بیشینه‌ی بارگذاری اتفاق می‌افتد. پس از آن، با تعیین شماره‌ی نخستین جزء‌ای که دارای تنش بحرانی است، می‌توان فاصله از نوک ترک و یا طول چسبندگی را یافت. به خاطر باید سپرد، این طول در هر بارگذاری مقداری ثابت دارد و تنها طولی است که پس از شکست نخستین جزء پیدا می‌شود. شکل‌های (6-4-13 و 14) این عامل را ، به ترتیب، با فاصله از نوک ترک و شماره‌ی نخستین جزء شروع کننده‌ی گسترش ترک، در بارگذاری‌های گوناگون نشان می‌دهند[H7].

1- پیش از بارگذاری بیشینه. 2- پس از بارگذاری بیشینه و شروع گسترش ترک.
شکل (6-4-12)- پخش تنش در جزءهای طول چسبندگی[H7].

شکل (6-4-13)- بررسی طول چسبندگی با محاسبه‌ی فاصله از نوک ترک.

شکل (6-4-14)- بررسی طول چسبندگی با محاسبه‌ی شماره‌ی جزء شروع کننده‌ی گسترش ترک.

استفاده از تابع‌های کشسان گوناگون در شبیه‌سازی نمونه‌ی تیر طره‌ی دوتایی در شکل (6-4-15) نمایش داده شده است.

شکل (6-4-15)- مقایسه‌ی نمودار نیرو-تغییر مکان برای تابع‌های گوناگون در نمونه‌ی تیر طره‌ی دوتایی.
شیب نخستین نمودار و نیز بیشینه‌ی نیرو برای شروع ترک خوردگی، در روش بسته‌شدن مجازی ترک بیش از شیوه‌ی چسبنده است. انتخاب جزء چسبنده، سبب کاهش سختی و نیز دستیابی به پاسخ های مطلوب می‌شود. در این نوشته، تابع‌های گوناگونی مورد بررسی شدند. در این میان، میزان بازشدگی نخستین و بیشینه‌ی نیرو برای جدایی دو سطح جزء برای تابع توانی پیشنهادی کمینه است.
بررسی پایداری گسترش ترک چسبنده را شکل (6-4-16) نشان می دهد. پیشرفت گسترش ترک از بیشینه‌ی طول ترک سبب ناپایداری گسترش ترک در نمونه‌ی تیر طره‌ی دوتایی می‌شود.

شکل (6-4-16)-بررسی پایداری گسترش ترک در نمونه‌ی تیر طره‌ی دوتایی.
6-4-2- نمونه‌ی خمشی یک بخشی
در این شبیه‌سازی، شکست ماده‌ی مرکب در حالت ترکیب حالت‌های یکم و دوم بررسی می‌شود. طول نمونه، ‌4/152 است و دو بخش دارد. ، از 24 لایه به ضخامت کل034/5 و با چیدمان زاویه‌ی ]0/45/0/45/0/45/0/45/0/45/0/45[ دربخش نخست جا دارند. بخش زیرین 8 لایه ای به ضخامت687/1 و با چیدمان زاویه ]0/45/0/45[ می باشد. ویژگی‌های مکانیکی ماده با زاویه‌ی تارها 45 و 0 درجه همانند جدول (6-4-1)، آمده است. برای دستیابی به رفتار لغزشی همراه با خمشی، بایدطول بخش زیرین را48/30 کوتاهتر از بخش بالایی پنداشت. طول ترک نخستین86/6 است. تکیه‌گاه‌های تیر در یک سر انتها مفصل و در انتهای دیگر غلتک می باشد. بارگذاری باوارد کردن اعمال جابه‌جایی نخستین انجام می‌شود. مقدار رهایی کارمایه‌ی کرنشی بحرانی2/1 است. کارمایه‌ی شکست و مقدار تنش چسبندگی بیشینه در حالت‌های یکم و دوم، به ترتیب،16/0 ،18/0 ،12 و 5/21 می‌باشد. هندسه‌ی تیر را شکل (6-4-17) به نمایش می گذارد [B8].

شکل (6-4-17)- نمونه‌ی خمشی یک بخشی.

جدول (6-4-1)- ویژگی‌های مکانیکی ماده‌ی مرکب.

E(GPa)

راستا

زاویه‌ی تارها 45 درجه
زاویه‌ی تارها 0 درجه

1/9
466/2
3
49/1
49/1
2
1/9
466/2
1

G(GPa)

صفحه

زاویه‌ی تارها 45 درجه
زاویه‌ی تارها 0 درجه
زاویه‌ی تارها 45 درجه
زاویه‌ی تارها 0 درجه

4/0
4/0
51/0
1371/0
1-2
7/0
429/0
06/0
7473/0
1-3
4/0
4/0
0835/0
0835/0
2-3

چگونگی قرار‌گیری زاویه‌های تارها در ماده‌ی مرکب، در بیشینه بار شکست نمونه موثر است. از این رو، نخست زاویه‌ی بهینه‌ی تارها در شبیه‌سازی نمونه بررسی می‌شود. زاویه‌های گوناگون شکل (6-4-18) برای تحلیل به کار رفتند. ترکیب زاویه‌ی تارها 0 و 45 بیشینه بار شکست را به دست می‌دهد.

شکل (6-4-18)- بررسی بیشینه‌ی بار شکست در زاویه‌های گوناگون.
انتخاب جزء‌های خطی چهارگرهی به ابعاد 762/0× 203/0 میلی‌متر و به شمار 33×200 ، پس از انجام تحلیل‌های حساسیت جزء، انجام گرفت. شکل (6-4-19) تحلیل‌های حساسیت جزء را به نمایش می‌گذارد.

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه درباره سلامت روان، شهر کرمان، استاد راهنما

شکل (6-4-19)- تحلیل‌ حساسیت جزء.
پس از انجام واکاوی، چگونگی تغییر شکل و گسترش شکست همانند شکل(6-4-20) به دست آمد.

شکل (6-4-20)- نمایش تغییر شکل و گسترش ترک در نمونه‌ی خمشی یک بخشی.

نمایش چگونگی پخش تنش در راستای گسترش ترک و عمود بر آن در شکل‌های (6-4-21و22) آمده است.

16/55
4/68
09/70
4/70
58/72
44/76
79/105
89/90
22/41
57/30
تنش در راستای گسترش ترک (مگا پاسکال)
915/6
147/6
378/5
611/4
842/3
073/3
3/2
531/1
765/0

محل جزء (میلی‌متر)

شکل (6-4-21)- تنش در راستای گسترش ترک.

26/4-
16/1
3/0-
14/0
14/0-
93/0
94/1-
89/13
053/0
24/1-
تنش در راستای عمود برگسترش ترک (مگا پاسکال)
915/6
147/6
378/5
61/4
842/3
073/3
3/2
531/1
765/0

محل جزء (میلی‌متر)

شکل (6-4-22)- تنش در راستای عمود بر گسترش ترک.
درستی راه کار با بهره‌جویی از دو شیوه‌ی تحلیلی آزمایش شد. نمودار بار-تغییر‌مکان برای دو فن واکاوی همانند شکل
(6-4-23) است

شکل (6-4-23)- نمودار نیرو-تغییر مکان در نمونه‌ی خمشی یک بخشی.
چگونگی گسترش ترک در شبیه‌سازی نمونه‌ی خمشی یک بخشی یا گام‌های پیشروی برنامه را شکل‌های
(6-4-24 تا28) نشان می‌دهد. معیار گسترش ترک در روش بسته‌شدن مجازی ترک، رهایی کارمایه‌ی کرنشی است. این عامل در گام‌های پیاپی همانند شکل (6-4-24) می باشد.

شکل (6-4-24)- گسترش ترک در گام‌های پیاپی با روش بسته شدن مجازی ترک.
معیار گسترش ترک در شیوه‌ی چسبنده، کارمایه‌ی شکست و تنش چسبندگی است. شکل (6-4-25 تا28) این عامل‌ها در گام‌های پیاپی را آشکار می‌کند.

شکل (6-4-25)-کارمایه‌ی شکست حالت یکم در گسترش ترک برای گام‌های پیاپی به شیوه‌ی چسبنده.

شکل (6-4-26)- کارمایه‌ی شکست حالت دوم در گسترش ترک برای گام‌های پیاپی به شیوه‌ی چسبنده.

شکل (6-4-27)- تنش چسبندگی حالت یکم در گسترش ترک برای گام‌های پیاپی با فن چسبنده.

شکل (6-4-28)- تنش چسبندگی حالت دوم در گسترش ترک برای گام‌های پیاپی با فن چسبنده.
چگونگی بازشدگی دهانه‌ی ترک، با پیشرفت گسترش ترک در گام‌های پیاپی همانند شکل (6-4-29) است.

شکل (6-4-29)- بازشدگی چسبنده در گسترش ترک برای گام‌های پیاپی با شیوه‌ی چسبنده.
بررسی پایداری گسترش ترک چسبنده در شکل (6-4-30) آمده است. گسترش ترک از بیشینه‌ی طول ترک کمتر است. گسترش ترک در نمونه‌ی خمشی یک بخشی پایدار است.

شکل (6-4-30)- بررسی پایداری گسترش ترک در نمونه‌ی خمشی یک بخشی.
6-4-3- نمونه‌ی تیر خمشی ترک‌دار
این آزمایش را نخستین بار آلفانو معرفی کرد[A2]. در این شبیه‌سازی، شکست ماده‌ی مرکب در حالت ترکیب حالت‌های یکم و دوم وبا وجود دو ترک در نمونه بررسی می‌شود. در این جا، واکاوی تیری به طول200 با ضخامت کلی 18/3 انجام می پذیرد. ماده‌ی مرکب از سه بخش دارد. ویژگی‌های مکانیکی ماده‌ی مرکب همانند جدول(6-4-2) است. بخش نخستین، 12 لایه با ضخامت 59/1، و بخش میانی، 2 لایه با ضخامت265/0 و بخش زیرین، 10 لایه با ضخامت 325/1 دارند. درمیان بخش‌های نخستین و میانی ترکی به طول 40 و در سمت راست آن و بین بخش‌های میانی و زیرین ترکی به طول20 پنداشته شده اند. مقدار رهایی کارمایه‌ی کرنشی بحرانی2/1 است. کارمایه‌ی شکست و مقدار تنش چسبندگی بیشینه در حالت‌های یکم و دوم، به ترتیب،4/0 ،07/0 ،33 و 25 می باشد. شکل(6-4-31) ویژگی‌های هندسی تیر خمشی ترک‌دار را نشان می دهد.

شکل (6-4-31)- تیر خمشی ترک‌دار.

G(GPa) در سه صفحه
در سه صفحه
E(GPa) در سه راستا
2-3
1-3
1-2
2-3
1-3
1-2
3
2
1
3/3
5/4
5/4
3/0
29/0
29/0
5/8
5/8
115
جدول (6-4-2)- ویژگی‌های مکانیکی ماده‌ی مرکب.

پس از واکاوی، چگونگی تغییر شکل و گسترش شکست همانند شکل (6-4-32) به دست آمد.

شکل (6-4-32)- نمایش تغییر شکل و گسترش ترک در نمونه‌ی تیر خمشی ترک‌دار.
پس از انجام تحلیل‌های حساسیت جزء، انتخاب جزء‌های خطی چهارگرهی به اندازه ی 1 × 1 میلی‌متر و به شمار 3×200، انجام گرفت. شکل (6-4-33) تحلیل‌های حساسیت جزء را به نمایش می‌گذارد.

شکل (6-4-33)- تحلیل‌ حساسیت جزء.
چگونگی پخش تنش در راستای گسترش ترک و عمود بر آن همانند شکل‌های (6-4-34 و 35) است.

3/198
3/356
8/424
3/371
8/347
4/182
5/119-
8/173-
3/8
3/123
تنش در راستای گسترش ترک (مگا پاسکال)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
محل جزء (میلی‌متر)

شکل (6-4-34)- تنش در راستای گسترش ترک.

77/9-
42/6-
18/35
74/3-
17/1
8/0-
07/8-
19/13
28/3-
55/0
تنش در راستای گسترش ترک (مگا پاسکال)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
محل جزء (میلی‌متر)

شکل (6-4-35)- تنش در راستای عمود بر گسترش ترک.
پاسخ‌ها با بهره‌جویی از دو شیوه‌ی تحلیلی درست آزمایی شدند. نمودار بار-‌ تغییر‌مکان برای هر دو روش همانند شکل
(6-4-36) است.

شکل (6-4-36)- نمودار نیرو-تغییر مکان در نمونه‌ی تیر خمشی ترک‌دار.
گسترش ترک بر پایه‌ی معیار رهایی کارمایه‌ی کرنشی، در روش بسته‌شدن مجازی ترک، همانند شکل (6-4-37) است. معیار گسترش ترک در شیوه‌ی چسبنده، کارمایه‌ی شکست و تنش چسبندگی می‌باشد. این عامل‌ها در گام‌های پیاپی را شکل (6-4-38تا41) نشان می‌دهد.

شکل

دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید