بررسي شكست اجسام داراي شيار V شكل با سوراخ انتهايي تحت بارگذاري برشي- فشاري

كارشناسي ارشد

در پژوهش حاضر، شكست ترد شيار V شكل با سوراخ انتهايي تحت بارگذاري مود تركيبي I/II با مشاركت مود I منفي در دو حالت تجربي و تئوري مورد بررسي قرار گرفته است. نمونه¬ي ديسك برزيلي داراي V شكل با سوراخ انتهايي ساخته شده از نوعي پلي¬استايرن به نام GPPS، كه توسط پارامترهاي مختلف هندسي يعني زاويه دهانه شيار و شعاع نوك شيار مشخص، به منظور انجام آزمايش¬هاي شكست تحت بارگذاري مود تركيبي I/II با مشاركت مود І منفي مورد استفاده قرار گرفته است. با توجه به نتايج تحليل¬هاي المان محدود، نتيجه-گيري شد كه پنج ناحيه بارگذاري مختلف در نمونه¬هاي ديسك برزيلي شياردار وجود دارد كه عبارتند از: 1) مود I كششي خالص 2) بارگذاري مركب I/II با شرايط مود I مثبت 3) مود برشي خالص 4) بارگذاري مركب I/II با شرايط مود I منفي 5) ناحيه¬اي كه شكست از شيارهاي فرعي آغاز مي شود. در واقع ارزيابي بارگذاري مود تركيبي برشي فشاري بر روي يك ماده¬ي ترد جديد، هدف اصلي در اين پايان¬نامه مي¬باشد. در مجموع 81 آزمايش شكست در دماي اتاق صورت گرفته و نتايج بار و زاويه شروع شكست تجربي براي نمونه¬هاي تجربي گزارش شده است. به منظور پيش¬بيني نتايج تجربي، دو معيار شكست ترد مبتني بر تنش، به نام¬هاي تنش محيطي بيشينه شيار V شكل با سوراخ انتهايي(VO) و تنش ميانگين شيار V شكل با سوراخ انتهايي (VO) ارائه شده است. همچنين فواصل¬ بحراني براي هر كدام از معيارهاي تنش¬پايه¬اي، بر اساس دو روش متفاوت محاسبه شده است؛ به اين معني كه چهار نوع منحني پيش¬بيني شكست توسط اين نظريه¬ها به دست مي¬آيد. علاوه بر اين، مدلي جديد بر مبناي معيار چگالي انرژي كرنشي در قالب يك فرم حل بسته به منظور پيش-بيني مقادير بار شكست تجربي ارائه شده است كه در واقع يكي ديگر از نوآوري¬هاي اين پايان¬نامه مي¬باشد. در پايان نشان داده شد كه، نتايج حاصل از معيارهاي شكست تنش¬پايه¬اي مبتني بر فواصل بحراني تئوري و تجربي به ترتيب با درصد اختلاف حدودا 11 و 6 درصد نتايج تجربي را پيش¬بيني كردند. همچنين معيارهاي بر پايه¬¬ي انرژي با دقت حدودا 90 درصد به پيش‌بيني نتايج تجربي بار شكست پرداختند. در جمع¬بندي كلي معلوم گرديد كه، معيار تنش ميانگين مبتني بر فاصله بحراني تجربي مناسب¬ترين معيار جهت ارزيابي شكست نمونه¬هاي آزمايش¬شده در اين پژوهش تجربي مي¬باشد.

191199

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر ترابي

مهندسي مكانيك جامدات - طراحي كاربردي

دكتر آيت اللهي