توصيفگر ها :
روش نوار محدود , ورق داراي نا پيوستگي , برسي ترك , روش برسي المان تداخلي , توري پري ديناميك
چكيده فارسي :
تحليل عددي مسائل شكست با تكنيكهاي محاسباتي موجود به دليل ضعف اين تكنيكها در پيوسته فرض نمودن جسم به هنگام تغيير شكل همواره با دشواريهايي همراه بوده است. با وجود راهكارهاي ارائه شده در تئوريهاي موضعي، وجود برخي از مشكلات محققين را به استفاده از تئوريهاي غيرموضعي سوق داد. در اين بين تئوري پريديناميك با بهرهگيري از خصوصيات مكانيك مولكولي و در نظر گيري نيروهاي بلند برد يكي از پركاربردترين مدلهاي ارائه شده در اين زمينه است. هزينه بالاي محاسبات بر اساس اين تئوري و آشفتگي مدلسازي نواحي مرزي، از عوامل موثر در اقدام جهت تركيب اين مدلسازي با مدلهاي موضعي است. با اين كار مدل پريديناميك در نواحي كه اثرات غيرموضعي موثر است استفاده شده و در ساير نواحي از مدل موضعي استفاده ميشود. با توجه به بهينه بودن استفاده از نوار محدود در حل مسائل مربوط به ورق، ميتوان از ادغام تئوري پريديناميك با اين روش موضعي در مسائلي در اين زمينه استفاده كرد.
در اين رساله، تركيب روش نوارمحدود و تئوري پري ديناميك براي اولين بار با استفاده از يك نوار تداخلي انجام شده است. فرمولبندي ارائه شده اين شرايط را فراهم ميكند كه علاوه بر استفاده از مزيتهاي تئوري پري ديناميك در تحليل ترك و انفصال، بتوان مسائل ارزيابي ورق را با تئوري موضعي نوارمحدود به حالت بهينه از نظر زماني و اقتصادي رساند. همچنين شرايط مرزي و بارگذاري مختلف قابل بررسي است كه باعث گستردهتر شدن مسائل قابل حل ميشود. با توجه به روش بيان شده، فرمولبندي روش تركيبي براي دو حالت جابهجاييهاي خارج از صفحه و جابهجاييهاي داخل صفحه استخراج شده است. بر اساس مدل ارائه شده، مثالهاي حل شده ارائه ميشود تا صحت و دقت مدل ارزيابي شود. در اين ارزيابي سعي شده است تاثير پارامترهاي پريديناميك شامل فاصله بين نقاط و شعاع همسايگي، همچنين پارامترهاي نوار محدود شامل تعداد مودها و نوارها در سرعت همگرايي بررسي شود. مثالهاي حل شده با نتايج استخراجي از مدلسازي در نرمافزار آباكوس مقايسه شده است كه نشان ميدهد تاثير پارامترهاي پريديناميك در همگرايي نقاط زيادتر بوده و با كاهش فاصله بين نقاط و افزايش شعاع همسايگي تا سه برابر فاصله نقاط ميتوان به نتايج خوبي دست يافت. در ادامه با حل مسائلي با شرايط مرزي مختلف و بارگذاري غير يكنواخت نشان داده ميشود استفاده از روش نوارمحدود در مرزها چگونه ميتوان مسائل قابل حل را گسترش داد. مزيت اصلي تئوري پريديناميك تحليل ورقهاي داراي ناپيوستگي است كه در اين رساله ورقهايي با ترك اوليه يا داراي بريدگي مدنظر قرار گرفته و گسترش ترك در آنها با روش تركيبي مطرح شده تنها با مدلسازي ناحيه داراي ترك يا خرابي با مدل پري ديناميك بررسي شده است.
چكيده انگليسي :
Numerical analysis of fracture problems with existing computational techniques has always been associated with difficulties due to the weakness of these techniques in assuming continuous deformation. Despite the solutions presented in local theories, the existence of some problems led researchers to use non-local theories. In the meantime, the theory of peridynamics is one of the most useful models in this field, using the characteristics of molecular mechanics and considering long-range forces. The high cost of calculations based on this theory and the confusion of border modeling are effective factors in combining this modeling with local models. With this work, the peridynamic model is used in the areas where non-local effects are effective, and the local model is used in other areas. Considering the optimality of using the finite strip model in solving plate problems, it is possible to use peridynamic theory with this local method in problems in this field.
In this thesis, the combination of the finite strip method and peridynamics theory has been done for the first time using a coupled strip. With the present formulation, in addition to using advantage of peridynamcs and finite strip model, optimum time and economy condition are provided. Also, different boundary and loading conditions can be investigated, so more problems can be solved. According to the stated method, the formulation of the coupled method has been extracted for two cases of out-of-plane displacements and in-plane displacements. Based on the presented model, solved examples are presented to evaluate the accuracy and validity of the model. In this evaluation, the effect of peridynamic parameters, including the distance between material points and neighborhood radius, as well as the parameters of the finite strip, including the number of modes and strips, on the convergence has been investigated. The solved examples have been compared with the results extracted from the modeling in Abaqus software, which shows that peridynamic parameters are more effective in the convergence, and by reducing the distance between points and increasing the neighborhood radius, acceptable results can be achieved. In the following, by solving problems with different boundary conditions and non-uniform loading, it will be shown how to expand the solvable problems by using the finite strip method at the boundaries. The main advantage of peridynamics theory is the analysis of plates with discontinuity, in this thesis, plates with primary cracks and holes are considered, and crack propagation in them is investigated with the proposed coupling method, only by modeling the area with cracks or failure with peridynamics model.