تحلیل و شبیه سازی با استفاده از مکانیک شکست

تحلیل و شبیه سازی با استفاده از مکانیک شکست

مکانیک شکست

تیم مهندسی سیملب به عنوان شریک تجاری شما، آماده ارائه مشاوره مهندسی،بهینه سازی طرح های شما و انتقال دانش فنی و انجام پروژه های تحقیقاتی می باشد.

دلایل استفاده از مکانیک شکست غیر خطی:

1)انرژی مورد نیاز برای تشکیل ترک:

از دیدگاه فیزیکی شروع ترک به میدان ترک بستگی دارد و از یک دیدگاه دقیقتر، شکل گیری آن نیاز به انرژی مشخصی دارد و بنابراین باید معیار انرژی در نظر گرفته شود.این انرژی بر اساس مکانیک شکست خطی جزء مشخصات ماده است ولی در واقع به ابعاد سازه نیز بستگی دارد.

2)تمام مدل های فیزیکی و تئوری باید با وا قعیت تطابق داشته باشد. یکی از مشکلات روش¬های عددی این است که این روش ها به شدت به مش بندی و اندازه ی المان، وابسته بوده و با کاهش اندازه ی المان ، میزان انرژی مصرف شده برای ایجاد ترک ، کاهش می یابد که این امر با واقعیت تطابق ندارد و باید ملاحظات انرژی برای رفع این مشکل در نظر گرفته شود.

3)ظرفیت جذب انرژی :

مساحت زیر نمودار نیرو-جابجایی ، انرژی جذب شده به وسیله¬ی سازه در طول شکست را نشان می دهد. روش آنالیز حد پلاستیک ، هیچ گونه اطلاعاتی در مورد رفتار ماده پس از بار ماکزیمم و متعاقب آن انرژی تلف شده در این مرحله را به دست نمی دهد.

4)تاثیر اندازه :

از دیدگاه طراحی ، تاثیر اندازه بهترین دلیل برای یک مهندس برای قبول کارایی مکانیک شکست برای طراحی است. تاثیر اندازه به وسیلهی مقایسه ی سازه های مشابه از نظر هندسی ولی با ابعاد مختلف و بررسی تنش اسمی ماکزیمم، و بار نهایی، مشخص می شود. زمانی که، برای سازه های با ابعاد مختلف (از نظر هندسی مشابه) ،یکسان باشد، در این صورت گفته می شود اندازه بدون تاثیر است. وابستگی به ابعاد سازه، تاثیر اندازه نامیده می شود. بر اساس تمام تئوری های موجود از جمله آنالیز الاستیک با تنش مجاز ، یا آنالیز پلاستیک حدی و تئوری های دیگر که از یک معیار خرابی یا حد مقاومت استفاده می کنند، به ابعا سازه بستگی ندارد. با در نظر گرفتن روابط موجود در مقاومت مصالح ، رابطه ی برحسب ، به صورت یک خط در می آید. بنابراین خرابی براساس معیار مقاومت مصالح یا حد تسلیم ، با ابعاد سازه هیچ گونه رابطه ای ندارد. در صورتی که برای شکست و خرابی از معیار مکانیک شکست خطی استفاده شود، رابطه ی قوی بین تنش اسمی و ابعاد سازه را نشان میدهد.تاثیر اندازه بر سازه های واقعی ، حالتی بین دو عبارت بالا است. برای سازه های با ابعاد کوچک ، معیار مقاومت ، و برای سازه های با ابعاد بسیار بزرگ ، مکانیک شکست خطی استفاده می شود. سازه هایی که اغلب مورد استفاده قرار می گیرد بین این دو قرار دارند که برای بررسی آنها از مکانیک شکست غیر خطی استفاده میشود.

All in One@esimlab

Engineering Design and Simulation

لابراتوار تخصصی شبیه سازی مهندسی سیملب

Engineering Simulation Laboratory-ESimLab

مکانیک شکست ، یک علم نو پا است. ابزارهای ریاضی این علم در سال 1909 توسط kolosov ایجاد شده است. در سال 1913 ، Inglis ، یکی از مسائل پایه ای ترک را حل کرد و در همان سال Hopkinson این مسئله رابیان کردکه ناحیه ی غیر خطی در نوک ترک باید مورد توجه قرار گیرد. این کار در نهایت توسط کار های انجام شده توسط گریفیث در سال 1920 ، به وسیله ی در نظر گرفتن ملاحظات انرژی با استفاده از مفهوم انرژی سطحی که به صورت انرژی موردنیاز برای ایجاد واحد سطح ترک تعریف می¬شود، انجام شد. Orwan در سال 1952 روش گریفیث راگسترش داد و آن را برای همه ی موادی که در آنها ناحیه ی پلاستیک و غیر خطی نزدیک نوک ترک به یک ناحیه ی کوچک در نوک ترک نسبت داده می شود، با در نظر گرفتن انرژی سطحی که باعث ایجاد سطح ترک میشود ، و کار انجام شده در اثر پلاستیک شدن نوک ترک، انجام داد. Irwin در سال 1957 مفهوم جدید و بسیار کاربردی ضریب شدت تنش و نرخ آزاد شدن انرژی را ابداع کرد. در مکانیک شکست خطی از یک پارامتر برای توصیف رفتار ماده استفاده می¬شود. Rice در سال 1968 با ابداع انتگرال j ، (یک انتگرال مستقل از مسیر که برای آنالیز ترک استفاده می شود) ، پایه و اساس مکانیک شکست غیر خطی را ابداع کرد.فرض اساسی در مکانیک شکست خطی کوچک بودن ناحیه ی غیر خطی نوک ترک است. با توجه به این که در موادی مثل بتن این ناحیه کوچک نیست ، نمی توان از مکانیک شکست خطی برای مدل کردن رفتار بتن ، استفاده کرد. مکانیک شکست غیر خطی ، ناحیه ی غیر خطی نوک ترک را در نظر گرفته ، و پارامتر های مورد نیاز برای بررسی واقعیتر ماده را معرفی می کند.

با استفاده از پیشرفته ترین و دقیق ترین روش های شبیه سازی و تسلط بر نرم افزارهای روز مهندسی، بالاترین ضریب اطمینان و بالاترین سطح شبیه سازی مولتی فیزیک در سرایط بارگذاری پیچیده و خاص امکان پذیر است.

آنچه لابراتوار تخصصی شبیه سازی مهندسی سیملب انجام میدهد:

  • انجام تحلیل و شبیه سازی قطعات و سازه ها به منظور بررسی نحوه شروع و گسترش ترک
  • محاسبات مربوط به بهینه سازی سازه ها و قطعات بر اساس کاهش ضریب شدت تنش و کاهش احتمال ترک خوردگی
  • امکان بررسی سازه با تئوری های جدید بر مبنای مکانیک شکست غیر خطی و بهینه سازی ابعادی

به منظور بهینه سازی، صرفا داشتن اطلاعات در مورد تکنولوژی و دانش مربوطه کافی نیست، بلکه بالاترین سطح از دانش فنی به منظور بهینه سازی صنعتی مورد باید مورد استفاده قرار می گیرد تا قابلبت رقابت جهانی با کاهش هزینه های ساخت در اثر طراحی اولیه دقیق صورت گیرد.

comments powered by Disqus

© 2024 لابراتوار تخصصی شبیه سازی مهندسی سیملب-انجام پروژه ها و طرح های تحقیقاتی صنعتی و دانشجویی اباکوس،انسیس،متلب،کامسول.