چكيده فارسي :
چكيده
بررسي¬ها نشان داده است كه علت بسياري از شكست¬هاي ناگهاني در سازه¬ها و قطعات فولادي كه مي¬تواند منجر به خسارات بزرگي شود، وجود انواع ترك و ريز ترك¬هاي اوليه بوده است. بررسي ترك¬هاي اوليه و مشاهده مسير رشد ترك به عنوان اصلي ترين عامل شكست مي¬تواند به عنوان اولين راه كار در پروژه¬ها محسوب شود.
تجربيات نشان داده است كه در پيش بيني راستاي گسترش ترك، علاوه بر ابعاد و راستاي ترك و همچنين تنش اعمالي، تغييرات پارامترهاي مكانيكي تاثير به سزايي در تعيين مسير رشد ترك دارد. با توجه به خصوصيت¬هاي مكانيكي و وضعيت قرارگيري ترك اوليه در قطعه ،تنش به وجود آمده در ترك مي¬تواند همراه با رفتارهاي متفاوتي باشد. در اين پايان نامه به تحليل عددي رشد و گسترش ترك تحت تاثير ارتعاشات آلتراسونيك پرداخته و تاثيرات اين ارتعاشات را بر روي قطعه¬اي فولادي تحليل نموديم، همچنين ضرايب شدت تنش نوك ترك و همچنين پيش بيني مسير انتشار ترك تحت اين شرايط را ارزيابي كرديم. در اين تحقيق با تغيير پارامترهاي مقاومتي محيط تحت تنش، فرآيند اندازه گيري تنش هاي به وجود آمده است.
روش المان محدود ،يكي از روش هاي عددي متداول براي تحليل انواع سازه ها تحت شرايط تنش مي¬باشد. نرم افزار المان محدود Abaqus يكي از قدرتمند ترين نرم افزارهاي المان محدود در زمينه گسترده¬اي از مدلسازي هاي تحت تنش مي¬باشد. و مدل سازي¬هاي مربوط به اين پايان نامه به وسيله اين نرم افزار انجام گرفته است.
با توجه به نتايج به دست آمده و مدلسازي¬هاي انجام گرفته، مي¬توان به مقادير فاكتور شدت تنش كششي و برشي در نوك ترك دست پيدا كرد. و مهم تر از آن، تاثير محيط¬هاي ناهمگن و لايه اي را بر روي دو پارامتر و در نوك ترك را مشاهده و طبق آن شرايط گسترش ترك را پيش بيني و تحليل نمود.
جدا از وضعيت هاي خاص قرار گيري ترك در نمونه اوليه، مقادير فاكتورهاي شدت تنش بيانگر اين است كه هنگامي كه نوك ترك در محيط هاي با مدول الاستيسيته پايين تر باشد، اين فاكتورهاي شدت تنش مقادير بيشتر و بحراني¬تري خواهند داشت.
چكيده انگليسي :
Abstract
Studies have shown that the cause of many of the sudden breakdowns in steel structures and components that can cause major damage is the existence of a variety of cracks and early micro-cracks. Investigating early cracks and observing the growth path of cracks as the main cause of failure can be considered as the first solution in projects. Experience has shown that in predicting the crack propagation direction, in addition to the dimensions and direction of the crack, as well as the applied stress, changes in mechanical parameters have a significant impact on determining the crack growth path. Depending on the mechanical properties and the position of the primary crack in the fragment, the stress in the crack can be associated with different behaviors.In this thesis, the numerical analysis of crack growth and expansion under the influence of ultrasonic vibrations is analyzed and the effects of these vibrations on the steel piece are analyzed. In this research, by changing the resistance parameters of the environment under stress, a stress measurement process has been developed. Finite element method is one of the common numerical methods for analyzing types of structures under stress conditions. Abaqus finite element software is one of the most powerful finite element software in the field of stress modeling and the modeling of this thesis has been done by this software. Based on the obtained results and the modeling performed, the values of the tensile and shear stress factor at the crack tip can be obtained and more importantly, the effect of heterogeneous and layered environments on the two parameters And observed at the crack tip and predicted and analyzed the crack propagation conditions accordingly. Apart from the specific situations of crack placement in the prototype, the values of stress intensity factors indicate that when the crack tip is lower in environments with modulus of elasticity, these stress intensity factors will have higher and critical values.
