محاسبه پارامترهاي شكست قطعات تركدار با استفاده از روش برهم نگاري تصاوير ديجيتال

كارشناسي ارشد

توانايي پيش‌بيني شروع شكست مواد ترد براي عملكرد قابل اعتماد سازه‌هاي مهندسي از اهميت قابل ‌ملاحظه‌اي برخوردار است. بازرسي‌هاي غير مخرب و تحليل‌هاي حد تحمل آسيب معمولاً براي ترك‌هايي كه از طريق فرآيند توليد يا در طول عمر كاري قطعه ايجاد مي‌شوند، انجام مي‌گردد. از آنجا كه وجود ترك بشدت بر ظرفيت باربري سازه‌ها اثر مي‌گذارد، مفهوم مكانيك شكست الاستيك خطي به‌طور گسترده‌اي براي مطالعه تأثير ترك‌ها بر عملكرد سازه و تعيين طول‌هاي مجاز ترك استفاده مي‌شود. پارامترهاي ترك مانند ضرايب شدت تنش و T-stress در بسط‌ سري ويليامز، عوامل مهمي براي تحليل شكست سازه‌هاي ترك خورده با استفاده از فرضيه مكانيك شكست الاستيك خطي هستند. بنابراين، تعيين دقيق اين پارامترها در مكانيك شكست از اهميت بالايي برخوردار است. از اين رو، اين مطالعه، با استفاده از روش تجربي بر هم‌نگاري تصاوير ديجيتالي، به تعيين پارامترهاي ترك براي مواد مختلف فلزي شامل آلومينيم 7075، چدن 30GG و فولاد 4340 مي‌پردازد. به‌منظور دستيابي به آن، نمونه‌هاي خمش چهار نقطه (4PB) حاوي ترك تحت شرايط مختلف بارگذاري درون صفحه¬اي قرار مي‌گيرند. ازآنجاكه نوع بارگذاري قطعه در تعيين ميدان تنش اثر دارد، ازاين‌رو، سه نوع بارگذاري داخل صفحه‌اي شامل، بارگذاري در حالت مود I خالص، بارگذاري در حالت مود II خالص و بارگذاري مود تركيبي I/II در نظر گرفته مي‌شوند. درنهايت، با استفاده از روش عددي اجزاي محدود، كـارايي روش ارائـه شده تجربي و اعتبارسنجي نتايج آن صورت مي‌پذيرد. يافته‌ها حاكي از آن هستند كه ضرايب به دست آمده از طريق روش تجربي براي دو ماده چدن و آلومينيم از دقت قابل قبولي برخوردار مي‌باشند. اما به علت تشكيل ناحيه‌ي پلاستيك قابل‌توجه در نواحي نوك ترك نمونه‌هاي ساخته شده از ماده فولادي، و خارج شدن از فرضيه مكانيك شكست الاستيك خطي، دقت نتايج به‌شدت كاهش مي‌يابند.

211750

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مكانيك گرايش طراحي كاربردي-جامدات

مجيدرضا آيت اللهي