مطالعه یک ترک ایستا در یک محیط گرمایی/رطوبتی همسانگرد تحت شوک گرمایی با روش المان محدود توسعهیافته | ||
| مهندسی مکانیک مدرس | ||
| Article 8, Volume 17, Issue 1, 1396, Pages 56-66 PDF (989.64 K) | ||
| Authors | ||
| محمدباقر نظری* 1; حمید رجایی2 | ||
| 1دانشگاه شاهرود | ||
| 2دانشگاه صنعتی شاهرود | ||
| Abstract | ||
| در این مقاله، برای محاسبه ضرایب شدت تنش در محیط همسانگرد مستطیلی که در معرض تنشهای گرمایی و رطوبتی قرار دارد از روش المان محدود توسعهیافته استفادهشده است. در معادلات حاکم هایگروترموالاستیسیته، کوپل دوطرفه میدانهای دما و رطوبت و در یک حالت، ضریب پخش رطوبتی تابع دما در نظر گرفتهشده است. برای به دست آوردن ضرایب شدت تنش، روش انتگرال برهمکنش برای بارهای گرمایی/رطوبتی توسعه دادهشده است. در روش المان محدود توسعهیافته بهمنظور کاهش خطا، از المانهای مستطیلی هشت گرهای ریز شونده، به سمت نوک ترک، استفاده شده است. برای صحتسنجی نتایج عددی، ضریب شدت تنش برای ترک مود I با روش تابع وزنی نیز بهدست آمده است. در حل تحلیلی، ابتدا معادلات هایگروترموالاستیسیته حاکم غیرکوپل شدهاند و پس از بیبعد سازی، از روش جداسازی متغیرها برای حل آنها استفادهشده است. نتایج نشان میدهند گرادیان غلظت رطوبت تاثیر قابل توجهی روی ضریب شدت تنش دارد و باید در مدل مساله لحاظ شود. قبل از رسیدن میدان دما به حالت پایا، کوپل دوطرفه میدانهای دما و رطوبت باعث همزمانی تغییرات این میدانها میشود و روی تغییر زمانی ضریب شدت تنش اثر میگذارد. بطوریکه، در ابتدای اعمال شوک گرمایی ضریب شدت تنش برای ترکهای کوتاهتر مشابه بارگذاری گرمایی بزرگتر نیست. همچنین، با افزایش طول ترک و زاویه ترک مقدار ضریب شدت تنش مود I کاهش مییابد. از طرف دیگر، در نظر گرفتن ضریب پخش رطوبتی بهصورت تابعی از دما، زمان لازم برای رسیدن به تعادل رطوبتی را افزایش میدهد. | ||
| Keywords | ||
| روش المان محدود توسعهیافته; تنش گرمایی/رطوبتی; انتگرال برهمکنش; ضریب شدت تنش | ||
|
Statistics Article View: 350 PDF Download: 448 |
||
| Number of Journals | 45 |
| Number of Issues | 2,171 |
| Number of Articles | 24,674 |
| Article View | 24,460,537 |
| PDF Download | 17,559,779 |