بررسی و برآورد عددی و تحلیلی فاکتور شدت تنش و آهنگ رهایی انرژی در نسبت های طول به ارتفاع متفاوت تیر

با پیشرفت تکنولوژی و علوم در عصر جدید، مطالعه پدیده شکست در اجسام از اهمیت بیشتری نسبت به گذشته برخوردار شده است. متالشی شدن بسیاری از هواپیماها و فضاپیماها در طی دهههای گذشته لزوم درک دقیقتری از مکانیک شکست در اجسام را در علوم جدید ایجاب می کند. در واقع گسیختگی ناگهانی بسیاری از تجهیزات در سازه های صنعتی نه تنها عواقب جانبی ناگواری در پی دارد بلکه ضررهای چشمگیر اقتصادی را نیز سبب می شود. توجه مکانیک شکست به جلوگیری از شکست ترد می باشد و به عنوان اصطلاح علمی کمتر از ۴۰ سال سابقه دارد هرچند که توجه به شکست ترد جدید نیست. باستانیان به این مساله توجه داشتند و برای جلوگیری از شکست، سازه ها را به گونه ای طراحی می کردند که همواره در فشار باشند. با توجه به هزینه بر و زمان بر بودن بررسی های تجربی همواره محققین در پی راهکاری هستند تا به واسطه آن بتوانند مطالعات دقیق و مناسبی از شروع و رشد ترک در سازه های مختلف داشته باشند. از این رو بررسی های تحلیلی و عددی می تواند راهکاری مناسب و قابل اتکاء برای این دست مسائل باشد و از صرف هزینه و زمان در مسائل مکانیک شکست جلوگیری نماید. در پژوهش حاضر به بررسی و برآورد عددی و تحلیلی آهنگ رهایی انرژی و فاکتور شدت تنش در یک تیر یک سرگیر دار دوبل دارای ترک انتهایی به طول در طول و ارتفاع های متفاوت در دو حالت تنش صفحه ای و کرنش صفحه ای پرداخته شده است. به منظور بررسی تاثیر نسبت طول به ارتفاع تیر از پنج نسبت ۲، ۵، ۱۰، ۲۵ و ۵۰ استفاده شد و در همه این حالات سطح اختالف پاسخ های بدست آمده از دو رویکرد مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به بررسی های صورت گرفته مشخص گردید که نتایج حاصله فاکتور شدت تنش نسبت به آهنگ رهایی انرژی در هر دو وضعیت تنش صفحه ای و کرنش صفحه ای وابستگی و حساسیت باالتری به تغییر نسبت دارد و با تغییر نسبت مذکور به شکل شدیدتری دچار تغییر خواهد شد. بر اساس نتایج بدست آمده مشخص شد که دقت روابط تحلیلی استخراج شده جهت محاسبه فاکتور شدت تنش و آهنگ رهایی انرژی در نسبت های بزرگ افزایش می یابد و این روابط در این شرایط نتایجی مناسب تری ارائه خواهند داد.

کلیدواژه ها:

آهنگ رهایی انرژی ، فاکتور شدت تنش ، شبیه سازی عددی ، تیر دوبل گیردار