مودهای شکست ترک حلقوی در محیط الاستیک ایزوتروپ جانبی

دهقان منشادی, مرتضی; ناطق, شهریار; خجسته, علی; رحیمیان, محمد

doi:10.22060/ceej.2017.12713.5255

|
|
|
ارجاع به این مقاله
RIS EndNote BibTeX APA MLA Harvard Vancouver
|
اشتراک گذاری

	مودهای شکست ترک حلقوی در محیط الاستیک ایزوتروپ جانبی
مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده ، انتشار آنلاین از تاریخ 23 خرداد 1396
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2017.12713.5255
نویسندگان
مرتضی دهقان منشادی¹؛ شهریار ناطق²؛ علی خجسته ³؛ محمد رحیمیان¹
¹دانشکده مهندسی عمران دانشکده فنی دانشگاه تهران
²دانشکده مهندسی عمران داشکده فنی دانشگاه تهران
³دانشکده فنی، دانشگاه تهران
چکیده
ایجاد و گسترش ترک در جامدات یکی از عوامل مهمی است که برای جلوگیری از اثرات مخرب ترک بر روی محیط مورد بررسی قرار می گیرد. با توجه به اینکه ترک در معرض مودهای متفاوت شکست قرار می گیرد، بررسی ترک تحت بارگذاریهای مختلف، کمک شایانی به پیشبینی رفتار محیط دارای ترک میکند. در این پژوهش به صورت تحلیلی اثرات مودهای مختلف شکست (بازشدگی، برشی و پارگی) بر روی ترک حلقوی در محیط ایزوتروپ جانبی بررسی. در هر مود با نوشتن شرایط مرزی حاکم بر مساله و جایگذاری آن‌ها در معادلات حاکم بر محیط، شرایط مرزی به معادلات انتگرالی سه‌گانه تبدیل می‌گردند. در ادامه با استفاده از تبدیل‌های هنکل و ابل به حل این معادلات پرداخته شده است. در نهایت مسائل مورد بررسی به معادلات فردهلم نوع دوم منتج می‌شوند که با روش عددی مناسب معادلات حل گردیده و ضرایب شدت تنش نوک داخلی و خارجی ترک به دست آمدند، همچنین ضرایب شدت تنش برای حالت‌های خاص ترک سکه‌ای شکل و ترک خارجی به صورت تحلیلی محاسبه گردیده که همخوانی نتایج با مطالعههای پیشین صحت روش حل را تایید مینماید. نهایتاً ضرایب شدت تنش مودهای متفاوت شکست برای نسبتهای مختلف طول ترک حلقوی محاسبه گردید. نتایج به دست آمده گویای آن هستند که ضرایب شدت تنش در هر سه مود شکست مستقل از نوع خواص ماده تشکیل دهنده محیط میباشند و اینکه ضرایب شدت تنش فقط با تغییر در نوع بارگذاری وارد بر محیط تغییر مینمایند که این خود باعث تغییر در روند رشد ترک میگردد.
کلیدواژه‌ها
ایزوتروپ جانبی؛ ترک حلقوی؛ ضریب شدت تنش؛ معادله فردهلم؛ مود شکست
موضوعات
تحلیل خطی و غیر خطی
عنوان مقاله [English]
ّFracture Modes of an Annular Cracks in a Transversely Isotropic Solid
نویسندگان [English]
Morteza Dehghan Manshadi¹؛ Shahryar Nategh²؛ Ali Khojasteh³؛ Mohammad Rahimian¹
¹School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran
²School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran
³College of Engineering, University of Tehran
چکیده [English]
The existence and extension of the cracks in structural materials is one of the issues to be considered to prevent the devastating effects of cracks. Cracks can be subjected to different types of fracture modes that considering these modes help us to predict the behavior of cracks. This paper investigated the effects of the fracture modes (opening, shearing, tearing) on the annular crack in an infinite transversely isotropic solid. In each mode, by substituting the boundary conditions into governing equations of the medium, the problem reduced to triple integral equations. With the aid of Hankel and Abel integral transforms, the triple integral equations reduced to two Fredholms integral equations which are amenable to numerical solutions. The inner and outer stress intensity factors (SIFs) of the annular crack are obtained for different ratios of inner-outer radius of the annular crack. Some limiting cases such as the penny-shaped crack and external crack are considered. From the results, it can be concluded that the stress intensity factors are independent of material properties; additionally, loads play major role in the variations of SIFs which may lead to change in the direction of crack extension.
کلیدواژه‌ها [English]
Transversely isotropic, Annular crack, Stress intensity factor (SIF), Fredholm integral equation, Fracture modes


آمار تعداد مشاهده مقاله: 317