پیاده سازی روش میدان فاز برای شکست ترد و کاربرد در ساختارهای متخلخل
- سال انتشار: 1397
- محل انتشار: مهندسی مکانیک مدرس، دوره: 18، شماره: 7
- کد COI اختصاصی: JR_MME-18-7_022
- زبان مقاله: فارسی
- تعداد مشاهده: 76
نویسندگان
Department of Mechanical Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
Department of Mechanical Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, IRAN
Assistant Professor, Department of Mechanical Engineering, Isfahan University of Technology
Department of Mechanical Engineering, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology, Khuzestan, Iran
چکیده
اخیرا روش میدان فاز به عنوان یک ابزار کارآ برای شبیه سازی رشد ترک مواد بکار گرفته شده است. هدف از این پژوهش به کارگیری توانایی های روش میدان فاز در مدل سازی رشد ترک در محیط های پیچیده هندسی مانند ساختار متخلخل است. در روش میدان فاز نیازی به تعریف ترک های پیش فرض نیست و این روش می تواند مسیر پیچیده و منحنی شکل ترک را پیش بینی کند. این هدف با رهیافت جایگزینی ناپیوستگی های تیز با متغیر آسیب میدان فاز که به صورت یک ترک پخش شونده نشان داده شده انجام می شود. به منظور شبیه سازی شکست ترد در این پژوهش، ابتدا معادلات میدان جابجایی الاستیک و میدان فاز ترک بیان می گردد. سپس با استفاده از فرم ضعیف معادلات، حل معادلات به صورت غیروابسته صورت می گیرد. برای پیاده سازی معادلات به روش اجزای محدود، نرم افزار اباکوس با زیربرنامه UEL به کار گرفته شده است. با توجه به آنکه ساختار استخوان یک ساختار متخلخل است، یک حجمک نماینده از استخوان برای شبیه سازی میدان فاز انتخاب شده است. به منظور راستی آزمایی مدل توسعه داده شده، آزمون کشش نمونه دارای ترک لبه ای شبیه سازی شده است. در ادامه، رشد ترک در یک محیط متخلخل با درصدهای تخلخل متفاوت تحت بارگذاری کششی، شبیه سازی شد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد روش میدان فاز می تواند رشد ترک در ساختارهای پیچیده از نظر هندسی را به درستی پیش بینی کند. شبیه سازی های انجام شده نشان داد ظرفیت تحمل بار یا استحکام ساختار متخلخل با افزایش تخلخل به صورت پیوسته کاهش می یابد و این استحکام در مقدار بحرانی تخلخل کاهش ناگهانی دارد.کلیدواژه ها
Phase field method, Brittle fracture, Porous structures, Finite element method., روش میدان فاز, شکست ترد, ساختار متخلخل, روش اجزای محدوداطلاعات بیشتر در مورد COI
COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.
کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.