تحليل تنش و پيش‌بيني بار شكست سازه‌‌هاي شياردار تحت بار صفحه‌اي به روش برهم نگاري ديجيتالي

دكتراي تخصصي

بررسي توزيع تنش و شكست سازه هاي داراي شيار به كمك روش‌‌هاي عددي همواره ممكن نيست. زيرا در بسياري از موارد امكان مدل‌سازي شرايط مرزي و بارگذاري حقيقي سازه يا قطعه وجود ندارد. در نتيجه، نياز به استفاده از روش‌‌هاي تجربي اهميت خود را كماكان حفظ كرده است. اگر چه تاكنون روش هاي مختلفي براي اين مهم پيشنهاد شده است، اما روش برهم نگاري ديجيتالي علي رغم ويژگي هاي بارز آن از جمله قابليت استفاده براي اجسام كدر و شفاف و در دسترس بودن تجهيزات آن كمتر مورد توجه قرار گرفته است. هدف اصلي اين رساله دكتري، تحليل تنش و شكست سازه‌‌هاي داراي شيارهاي نوك‌تيز و نوك گرد به كمك روش تجربي برهم نگاري ديجيتالي تحت بارگذاري مود تركيبي داخل صفحه‌‌اي است. براي اين منظور، با استفاده از ميدان جابه‌جايي به دست آمده از روش برهم نگاري ديجيتالي، ضرايب بسط توزيع تنش اطراف شيارها محاسبه شده است. نشان داده شده است كه ضرايب به دست آمده از اين روش در تطابق بسيار خوبي با نتايج گزارش شده در مقالات و يا نتايج به دست آمده از ساير روش ها است. در گام بعد از توزيع تنش به دست آمده به كمك روش برهم نگاري ديجيتالي به منظور پيش بيني بار شكست سازه‌‌هاي داراي شيار استفاده شده است. عملكرد خوب اين روشِ در محل، براي پيش بيني بار شكست سازه ها در مقايسه با روش-هاي بر پايه‌ي مدل سازي ثابت شده و دلايل آن نيز ذكر شده است. در ادامه از روش بر هم نگاري ديجيتالي استفاده شده است تا تاثير نوع تكيه‌‌گاه استفاده شده در آزمون‌‌هاي چقرمگي شكست بر مقدار چقرمگي شكست به دست آمده مورد بررسي قرار گيرد. نشان داده شده است كه تنها تكيه گاه مناسب براي انجام آزمون هاي خمشي چقرمگي شكست، تكيه گاه با غلطش آزاد است كه كمترين اصطكاك بين قطعه و تكيه گاه را ايجاد مي كند. در پايان نيز از روش برهم نگاري ديجيتالي به منظور به دست آوردن اندازه‌‌ي ناحيه آسيب در شيارها و تخمين اثر اندازه بر چقرمگي شكست استفاده شده است. به كمك روش برهم¬نگاري ديجيتالي ثابت شده است كه ابعاد رايجي كه در اكثر تحقيقات براي قطعات مورد استفاده قرار مي گيرد يا حتي توسط استانداردها توصيه مي¬شود بسيار كوچك تر از آن است كه بتوان چقرمگي شكست غير وابسته به اندازه را از آن ها به دست آورد.

204997

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر مرتضي نجاتي

مهندسي مكانيك

دكتر مجيدرضا آيت اللهي- دكتر عليرضا ترابي