پایان نامه ارشد مدل سازی انتشار ترک های ثانویه با استفاده از روش المان مرزی غیرمستقیم بر پایه تئوری ترک های خمیده (ترک های کینک) در سنگ های سخت مقطع : کارشناسی ارشد مکانیک – مکانیک سنگ چکیده
ناپایداری الاستیک (کمانش)، تغییر شکل الاستیک وسیع (سفت شدن)، تغییر شکل پلاستیک بزرگ(تسلیم)، ناپایداری کششی (باریک شدگی) و شکست انواع ریزش می باشند. بررسی شکست به عنوان اصلی ترین عامل ریزش در مقیاس میکروسکوپی می تواند به عنوان اولین راه کار در پروژه ها محسوب شود. روش المان مرزی به علت سادگی و انعطاف بیشتر در مواجه با عوامل شکست امروزه مورد توجه ویژه قرار گرفته است. یکی از روش های المان مرزی غیر مستقیم روش جابجایی ناپیوستگی بوده که توسط کراوچ و همکاران ارائه شد. در این روش با تشکیل معادلات تنش و جابجایی بر روی هر المان این مرز و با در نظر گرفتن اثر المان ها بر روی المان دیگر در کنار اثر المان بر روی خود می توان تنش ها و جابجایی های هر المان را محاسبه نمود. به منظور میل به داده های دقیق تر و افزایش دقت این روش برای تحلیل میدان های تنش در نوک ترک ها و در ادامه تحقیقات انجام گرفته، روش جابجایی ناپیوستگی مراتب بالاتر (خطی ، مرتبه دوم و سوم ) نیز ارائه شد. ترک های ثانویه به عنوان عوامل گسترش ترک می توانند نقش مهمی در تشکیل بلوک های سنگی با اندازه های متفاوت داشته باشند. ترک های باله ای و برشی می توانند از نوک ترک موجود در توده سنگی تحت کشش یا فشار گسترش یابند. از این رو پدیده کینک در این ترک ها توسط برنامه TDDCKCR (روش جابجایی ناپیوستگی مرتبه سوم برای ترک های کینک) مدل سازی شده تا بتوان با استفاده از معیار تنش مماسی بیشینه و معیار بیشترین نرخ رهایی انرژی کرنشی به ترتیب زاویه شروع ترک و نرخ رهایی انرژی کرنشی مربوط به آن را محاسبه نمود. همچنین با اعمال شرایط مرزی مناسب برای حالات گوناگون ترک می توان تنش نرمال و برشی، جابجایی نرمال و برشی بر روی مرزها یا در خارج نقاط ترک را محاسبه نمود. ضریب تمرکز تنش به عنوان یک پارامتر اساسی در تحلیل شروع ترک می تواند بسته به انواع مد شکست با مقدار بحرانی خود برای تخمین شروع ترک مقایسه شود. با حل چندین مسئله به منظور تایید دقت برنامه TDDCKCR و همچنین مقایسه آن با برنامه TDDKCR (روش جابجایی ناپیوستگی مرتبه دوم برای ترک کینک) می توان نتیجه گرفت که داده های بدست آمده از مرتبه سوم مطابقت بهتری با داده های تحلیلی دارند اما این داده ها اختلاف چندانی با خروجی های برنامه TDDKCR نداشته و هر دو برنامه تحلیل مناسبی از مدل رفتاری ترک های دارای پدیده کینک خواهند داشت
فهرست
فهرست مطالب
فصل اول: مقدمه و ضرورت تحقیق
1-1- مقدمه 2
1-2- شروع ریزش ناشی از شکست ها 3
1-2-کاربرد روش های عددی در تحلیل ترک ها 4
1-2-1-روش المان محدود و المان مرزی 4
1-2-2-روند تحلیل ترک 5
1-3-هدف پایان نامه 6
1-4- مروری بر فصول پایان نامه 7
فصل دوم: کینک و پیدایش ترک های ثانویه
2-1- مفاهیم اولیه مکانیک شکست در تحلیل ترک ها 10
2-1-1- ضریب شدت تنش K_T 10
2-1-2-نرخ آزادی انرژی کرنش G 10
2-1-3-چقرمگی شکست 〖KI〗_c 11
2-1-4-مقاومت ترک R 13
2-2-مدهای شکست ناشی از بار وارده و جابجایی های حاصل از آن 14
2-3-مکانیک شکست الاستیک خطی 15
2-4-تنش الاستیک خطی نوک ترک و جایجایی ناشی از آن 16
2-4-1- تابع تنش وسترگارد 16
2-4-2- اصول ترکیب میدان های الاستیک خطی 18
2-5- معیارهای شکست بنیادی 20
2-5-1- معیار تنش مماسی ماکزیمم-معیار σ 20
2-5-2- نکاتی در مورد معیار تنش مماسی بیشینه 21
2-5-3- معیار بیشترین نرخ رهایی انرژی- معیار G 22
2-5-4- معیار کمترین چگالی انرژی کرنشی یا معیار S 23
2-6-ترک و پدیده کینک 24
2-6-1-ترک های اولیه 24
2-6-2-ترک های ثانویه 24
2-6-3-پیشرفت های اخیر در بررسی ترک های ثانویه 26
2-6-4-پدیده کینک 27
2-4-5-پیشرفت های اخیر در تحلیل تنش در نوک ترک های کینک 28
فصل سوم: کاربرد روش های عددی در مدل سازی ترک ها
3-1-المان مرزی 31
3-2- راه حل های تحلیلی و عددی 31
3-3- مسائل درونی/ بیرونی 31
3-4- روش های المان مرزی مستقیم و غیر مستقیم 32
3-5-روش های المان مرزی غیرمستقیم 33
3-5-1-روش جابجایی- ناپیوستگی 33
3-5-2-روش جابجایی ناپیوستگی در یک جامد نامحدود 33
3-5-3-راه حل عددی مسئله ترک تحت فشار 39
3-5-4- تبدیلات مختصات 42
3-5-5-ضرایب تاثیر 45
3-5-6- مسائل بیرونی و درونی در روش جابجایی- ناپیوستگی 48
3-5-7-شرایط تقارن 49
فصل چهارم: مدل سازی ترک کینک با روش جابجایی ناپیوستگی مرتبه سوم
4-1- مقدمه 53
4-2- روند تحلیل ترک کینک با استفاده از روش جابجایی ناپیوستگی مرتبه سوم 54
4-2-1- المان ساده ترک 54
4-2-2- المان ترک کینک 57
4-2-3- راه حل نوک ترک 61
4-3- آنالیز عددی ترک های کینک 64
4-4-صحت سنجی برنامه 66
4-4-1- ترک خطی مرکزی 66
4-4-2- ترک تحت فشار در یک جسم نامحدود 69
4-4-3- ترک خمیده 72
4-4-4- گسترش ترک ثانویه در یک ترک خطی شیب دار مرکزی 74
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات
5-1- بحث و نتیجه گیری 81
5-2- پیشنهادات 83
منابع و مراجع 84
– تعداد صفحه :104
توجه :
عناوین پروژه های موجود در سایت فقط به عنوان معرفی در سایت قرار گرفته اند و هیچ گونه فروش و یا لینک دانلودی ندارند
دانلود + توضیحات
[purchase_link id=”34134″ text=”اضافه‌کردن به سبدخرید” style=”button” color=”green”]
