مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

اثر زاویه ی محور ترک بر شکل ناحیه ی پلاستیک نوک ترک تحت شرایط بارگذاری مختلف برای مواد ارتوتروپیک

نویسندگان
1 دانشیار دانشگاه صنعت نفت آبادان
2 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، طراحی کاربردی، دانشکده نفت اهواز، دانشگاه صنعت نفت، اهواز
چکیده
در این مقاله اندازه و شکل ناحیه ی پلاستیک نوک ترک برای یک صفحه به طول بینهایت با ترک مرکزی در حالت تنش صفحه ای و تحت شرایط مختلف بارگذاری برای مواد ارتوترپیک بر اساس دو معیار تسلیم تسای-هیل و هافمن ارائه گردیده است. در تمام حالت های بارگذاری فرض شد که اندازه ی ناحیه ی پلاستیک نسبت به اندازه ی طول ترک کوچک باشد. به عنوان نمونه شکل ناحیه ی پلاستیک برای ماده ی برن-اپوکسی و فولاد که به ترتیب موادی ارتوترپیک و همسانگرد هستند، ارائه و تاثیر زاویه ی محور ترک بر شکل ناحیه ی پلاستیک نوک ترک در حالات مختلف بارگذاری بررسی شده است. نوع بارگذاری به شکلی انتخاب شد تا شکل ناحیه ی پلاستیک نوک ترک در حالت های بارگذاری مود یک، مود دو و ترکیب مود یک و دو بدست آید. برای مقایسه ی بین نتایج حاصل از معیار تسلیم تسای-هیل و هافمن از مفهوم مساحت بدون بعد ناحیه ی پلاستیک نوک ترک استفاده شده است. نتایج حاصل نشان داد که اندازه ی شکل ناحیه ی پلاستیک برای برن-اپوکسی بر اساس معیار تسای-هیل همواره کوچک‏تر از مقدار مشابه بر اساس معیار تسلیم هافمن است و این اختلاف بر اساس مساحت بدون بعد ناحیه ی پلاستیک کمتر از 10 درصد و بر اساس شعاع بدون بعد ناحیه ی پلاستیک کمتر از 13 درصد است. شکل ناحیه ی پلاستیک برای مواد همسانگرد در یک شرایط خاص بارگذاری یکسان است در صورتی که در شرایط مشابه برای مواد ارتوتروپیک می تواند متفاوت باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Effect of Angel of the Crack Axial on Shape of Crack Tip Plastic Zone for Orthotropic Materials under Various Loading Conditions

نویسندگان English

Gholamreza Rashed 1
Hamed Zilabi 2
2 M.Sc. Student, Mechanical Engineering, Ahwaz Faculty of Petroleum, Petroleum University of Technology, Ahwaz, Iran.
چکیده English

In this paper, shape and size of the Crack Tip Plastic Zone (CTPZ) are investigated for orthotropic materials based on Tsai-Hill and Hoffman yield criteria under various loading conditions and plane stress state for an infinite and central-cracked plate. It is assumed that the size of CTPZ is negligible verses the crack length for all loading conditions. For instance, the CTPZ is determined for orthotropic Boron-Epoxy and isotropic steel and effect of the crack’s axis angle on the CTPZ is analyzed for different loading conditions. The loading conditions were selected to obtain the CTPZ for mode I, mode II and combination of mode I and II. Dimensionless area of the CTPZ concept is used to compare the results obtained from Tsai-Hill and Hoffman yield criteria. The results show that in the same loading conditions, the size of CTPZ of Boron-Epoxy on Tsai-Hill yield criterion was smaller than on Hoffman yield criterion and this disagreement is less than the 10% and 13% based on the dimensionless area and radius of the CTPZ respectively. In a specific loading condition, the dimensionless radius of the CTPZ of isotropic materials is unique; however, it depends on the mechanical characteristics in orthotropic materials.

کلیدواژه‌ها English

"
Angle of the axial of crack"
؛"
Crack tip plastic zone"
Orthotropic materials"
Plane stress"
Mixed mode"