17279

157 گلپايگان

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1400

78ص.: مصور، جدول، نمودار

حامد رضوي

1400/11/25

كتابنامه

مهندسي مكانيك

فني مهندسي گلپايگان

1400/11/25

157

چكيده در اين پژوهش شكست صفحه نازك تحت تأثير بارگذاري ارتعاشي آلتراسونيك با استفاده از مكانيك شكست الاستيك خطي مورد بررسي قرار گرفته است. صفحه مورد بررسي يك صفحه متقارن ميباشد كه در دو لبه آن دو ترك Vشكل واقع شده است. صفحه به دو قسمت تقسيم شده و معادلات حاكم بر هر قسمت بهصورت مجزا حل شده است. سپس شرط پيوستگي بر فصل مشترك دو ناحيه اعمال گرديده است تا بدينوسيله ميدان تنش در اطراف ترك كه متأثر از بارگذاري ارتعاشي در دو لبه بالايي و پاييني صفحه ميباشد، محاسبه گردد. جهت محاسبه معادلات حاكم بر صفحه در ناحيه دور از ترك از معادلات حاكم بر الاستيسيته خطي و جهت محاسبه ميدان تنش و ضريب شدت تنش در اطراف ترك از روش حل ارائه شده توسط زاپالورتو استفاده گرديده است. لازم به ذكر است كه بارگذاري ارتعاشي با فركانس فراصوت به صورت كاملاً معكوس شونده بوده و دامنه تنش همواره از تنش تسليم ماده كمتر ميباشد. لذا شكست صفحه در اثر شكست خستگي بوده و جهت محاسبه نرخ رشد ترك و تخمين عمر قطعه از فرمولاسيون NASGROاستفاده شده است. نتايج به دست آمده نشان ميدهد كه افزايش فركانس تاثيري بر روي عمر قطعه نخواهد گذاشت و كاهش دامنه تنش سبب افزايش عمر خستگي صفحه خواهد شد. همچنين مشاهده گرديد كه به ازاي زاويه ترك يكسان، ضريب شدت تنش با افزايش طول ترك يا كاهش نسبت منظري افزايش خواهد يافت. به علاوه مشخص گرديد كه افزايش طول ترك سبب كاهش عمر خستگي قطعه و افزايش نسبت منظري ورق، سبب افزايش عمر آن خواهد گرديد.

Abstract In this study, fracture of thin plate under ultrasonic vibrational load was investigated using Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM). The plate is a symmetric plate which two V-cracks are located on its edges. Plate was divided into two parts and equation of each part was solved separatedly. The continuity equation was exerted into the intersection of two parts and therefore stress at crack tip was calculated. In order to calculate stress far from crack, linear elasticity equations were used and Zappalorto equations were used to calculate stress at crack tip. It should be mentioned that vibrational load is at ultrasonic frequency and complet;y reversal and stress is always less than yield stress. So, fatigue is the mechanism of fracture and NASGRO equation was used to predict fatige life of specimen. Results show that frequency has no effect on life and decrese in stress applied will lead to increase of fatigue life. Also it was observed that for the same crack angle, SIF will increase by increasing crack length or decreasing aspect ratio.

حامد رضوي