Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1394
6
1
gregorian
2015
9
1
15
7
online
1
fulltext
fa
مدلسازی خودکار گسترش ترک در اندرکنش با حفره و مرز ناهمگن بدون مشبندی مجدد
Fully Automatic Crack Propagation Modeling in the Interaction with Void and Inclusion without Remeshing
روش اجزای محدود توسعه یافته روشی جدید بر پایه غنیسازی پیکرهبندی واحد ناپیوسته در فضای تقریب اجزای محدود استاندارد میباشد. علیرغم پیشرفتهایی که در نرم افزارهای تولید شبکه اجزای محدود بوجود آمده است، کماکان تعویض و بروز رسانی شبکه اجزای محدود در خلال فرایند گسترش ترک بسیار مشکل و پیچیده باقی مانده است. زمانی چنین موضوعی پیچیدهتر خواهد شد که چندین ناپیوستگی و مرز داخلی ناهمگن، در دامنه فیزیکی مساله که با المانهای محدود گسستهسازی شده وجود داشته باشد. روش اجزای محدود توسعه یافته در ترکیب با روش مجموعه تراز میتواند بر این مشکل فایق آید. در این مطالعه، ترکهای از پیش تعریف شده و مرزهای داخلی، شامل حفره و مرز ناهمگن به کمک توابع مجموعه تراز تولید میشود. به علاوه اثر اندرکنش مرزهای داخلی بر الگوی گسترش ترک مورد بررسی قرار خواهد گرفت. همچنین مقادیر فاکتور شدت تنش در مود مرکب از طریق انتگرال اندرکنش که بر پایه انتگرال مستقل از مسیر J بدست آمده است، محاسبه میشوند. مثالهای عددی که در این مطالعه مورد بررسی قرار میگیرند با دیدگاه کاربرد مهندسی در طراحی اجزای حاوی ناپیوستگی با لحاظ نمودن شکست میباشند. نتایج بدست آمده نشان دهنده تأثیرات متفاوت مرزهای داخلی نرم، سخت و حفره داخلی بر مسیر رشد ترک میباشند.
Extended finite element method (X-FEM) has been recently emerged as an approach to implicitly create a discontinuity based on discontinuous partition of unity enrichment (PUM) of the standard finite element approximation spaces. Despite numerous progresses in mesh generating updating of finite element mesh during crack propagation remain extremely heavy and difficult. This problem becomes more complicate, when there are many discontinuities in the finite element domain. However, the extended finite element method (X-FEM) in the combination with level set method (LSM) could overcome this cumbersome issue. In this contribution, predefined cracks and internal boundaries are created using level set functions and also the effects of soft/hard inclusions (interfaces) and voids are considered on crack propagation schemes. In fact, the interaction of crack and heterogeneities are considered. The level set functions are utilized to represent the locations and the evolutions of internal interfaces. In addition, the stress intensity factors for mixed mode crack problems are numerically calculated by using the interaction integral method. Different crack growth paths are simulated automatically for different oriented edge and center cracks and the interactions of internal boundaries on crack propagations are shown. All numerical examples are demonstrated the flexibility and capabilities of X-FEM in the applied fracture mechanics.
اجزای محدود توسعه یافته,روش مجموعه تراز,مرز ناهمگن,حفره,گسترش ترک
Extended finite element method,Level Set method,Interfaces,Void,Crack propagation
261
273
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-4401&slc_lang=fa&sid=15
Reza
Naderi
رضا
نادری
100319475328460057535
100319475328460057535
Yes
Assistant professor, Department of Civil Engineering, Shahrood University of Technology.
استادیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود
Abdolghafoor
Khademalrasoul
عبدالغفور
خادم الرسول
100319475328460057534
100319475328460057534
No
PhD student and Scholarship of School of Engineering, University of Ahwaz Shahid Chamran.
دانشجوی دکتری مهندسی عمران، مکانیک خاک و پی، بورسیه دانشکده مهندسی دانشگاه شهید چمران اهواز