دانلود پایان نامه علم مکانیک و شکل گیری


Widget not in any sidebars

شکل 4-16- ترک منحنی با زاویه 45 درجه 75
شکل 4-17-نرخ رهایی انرژی کرنشی ترک خمیده 45 درجه برای 0.5 درجه المان نوک ترک در تعداد متفاوت گره ها 77
شکل 4-18-زاویه شروع ترک خمیده 45 درجه برای المان نوک ترک 0.5 درجه با تعداد متفاوت گره 78
شکل 4-19- جهات قراردادی مربوط به گسترش ترک ثانویه از دو طرف ترک پیش حضور داشته در سنگ 75
شکل 4-20- گسترش ترک ثانویه در نوک های ترک خطی مرکزی با زاویه 45 درجه 76
شکل 4-21-نمای جزیی ترک ثانویه منتشر شده از نوک چپ ترک 76
شکل 4-22-نمای جزیی ترک ثانویه منتشر شده از نوک راست ترک 77
فهرست جداول
جدول 2-1- شروع ترک های باله ای و برشی تحت تنش فشاری تک محوره 27
جدول 4-1- مقادیر ضریب تمرکز تنش نرمال شده مد شکست یک برای ترک خطی 30 و 45 درجه 65
جدول 4-2- جابجایی ناپیوستگی نرمال در راستای صفحات ترک 68
جدول 4-3-تنش نرمال وارده در خارج از نوک ترک براساس فاصله از نوک ترک 69
جدول 4-4-نرخ رهایی انرژی کرنشی برای ترک خمیده با زاویه 45 درجه 72
جدول 4-5-زاویه شروع ترک برای ترک خمیده با زاویه 45 درجه 72
جدول 4-6- راستای گسترش ترک های ثانویه از دو سر یک ترک خطی مرکزی با زاویه 45 درجه 74
جدول4-7-ضرایب شدت تنش مد شکست I و II دو طرف ترک خطی مرکزی با زاویه 45درجه…………………………………………………………………………………………………………………………………………..75
فصل اول
مقدمه و ضرورت تحقیق
1-1- مقدمه
علم مکانیک شکست شاخه ای از مکانیک می باشد که به مطالعه رفتار مکانیکی مواد ترک خورده در معرض بارگذاری می پردازد]1[. در حقیقیت اروین شاخه ای از مکانیک شکست را در راستای کارهای قبلی اینگلیس، گریفیث و وسترگارد گسترش داد. به صورت خاص، علم مکانیک شکست با روند غیرقابل برگشت گسیختگی ناشی از شکل گیری و رشد ترک ها سر و کار دارد]2[. شکل گیری ترک ممکن است یه فرایند پیچیده باشد که قویا به حضور ریزترک ها یک بلور خاص یا جامد غیر بلوری، بار وارده و محیط شکل گیری آن بستگی دارد. به علت وضعیت جدایی، ته نشین شدن، دخول، اندازه ذرات و نوع فازی که ریزترک ها از آن شکل می گیرند، ریز ترک ها نقش بسیار مهمی در فرایند شکست دارند. خصوصیات بیان شده ریزترک ها عیب محسوب شده و می توانند به صورت عامل شکست تحت شرایط غیرمطلوب عمل نمایند]3[. برای مثال، شکست ترد یک فرایند با سطح انرژی پایین(رهایی انرژی کم) می باشد و از آنجا که سرعت ایجاد ترک به صورت عادی بالا می باشد ممکن است منجر به ریزش های ناگوار بدون دادن هشدار شود. به همین خاطر ممکن است شامل تغییر شکل پلاستیک جزیی قبل از جدایی کامل توده جامد شود. از طرفی دیگر شکست نرم یک فرایند با انرژی بالا می باشد که رها شدن مقادیر زیادی انرژی در ارتباط با یک تغییر شکل پلاستیک بزرگ قبل از ناپایداری ترک اتفاق می افتد. به همین ترتیب، رشد آرام ترک به خاطر سخت شدن کرنش در ناحیه نوک ترک اتفاق می افتد]4[. شکست علاوه بر توده های سنگی در محیط های جامد از جمله بدنه کشتی ها، فولاد و غیره می تواند اتفاق بیفتد که تمرکز شاخه جدید علم مکانیک شکست بیشتر بر روی بررسی شکست در محیط های سنگی می باشد]5[. تعریف متغیرهایی نظیر نیرو، بار وارده، تنش ، کرنش و جابجایی برای درک خصوصیات مواد جامد و همچنین توصیف ویژگی های مکانیکی ترک ها و توده های جامد دارای ترک حیاطی می باشد از این رو پیش از ورود به بحث تحلیل ترک و ریز ترک ها در مکانیک شکست می بایست تعاریفی اولیه ای از تنش، کرنش، تغییر شکل و فاکتور ایمنی ارائه شود.
تغییر شکل: حرکت نقاط در یک توده جامد نسبت به یکدیگر
جابجایی: حرکت یک نقطه کمیت برداری در توده بارگذاری شده
کرنش: یک کمیت هندسی می باشد که به حرکت نسبی دو یا سه نقطه در یک جامد وابسته است
تنش: تنش در یک نقطه جسم نشانگر مقاومت درونی آن در برابر یک نیرو خارجی می باشد.