مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل خستگی یک پوسته استوانه ای تقویت شده تحت بارگذاری چند محوره

نویسندگان
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده
به منظور تحلیل خستگی پوسته های استوانه ای تقویت شده ابتدا می بایست میدانهای تنش و کرنش در آنها را محاسبه نمود. با توجه به غیر خطی بودن تحلیل، هزینه تحلیل اجزاء محدود مسئله به کمک المانهای جامد بسیار بالا می باشد. از طرفی چنانچه این مسئله با استفاده از المانهای پوسته ای مدلسازی شود، پرچ ها و پیچ ها را نمی توان به صورت واقعی مدل کرد. در این مقاله، به منظور تحلیل تنش مسئله از تکنیک زیر مدلسازی پوسته به جامد استفاده شده است. بدین صورت که در ابتدا پوسته استوانه ای تقویت شده مذکور به کمک المانهای پوسته ای مدلسازی شده که در این حالت تمامی اتصالات به صورت المانهای فنر در نظر گرفته شده اند. سپس با استفاده از این تکنیک به مدلسازی نواحی بحرانی مسئله به کمک المانهای جامد پرداخته شده که در این حالت اتصالات به صورت سه بعدی در نظر گرفته شده اند. پس از محاسبه میدانهای تنش و کرنش در سازه، تحلیل خستگی چند محوره از دیدگاه صفحه بحرانی برون-میلر صورت گرفته است. بدین منظور با کدنویسی در نرم افزار آباکوس، ابتدا صفحه بحرانی همه المانها مشخص شده و سپس با محاسبه کرنش های نرمال و برشی روی صفحه بحرانی، عمر هر المان پیش بینی شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Fatigue analysis of a reinforced cylindrical shell under multi-axial loading

چکیده English

In order to analyze fatigue life of reinforced cylindrical shells, it is necessary to calculate stress and strain fields of the structure. The cost of three dimensional stress analysis of this structure is very high with respect to its geometric complexity. So the stress analysis of the problem is performed by shell-to-solid sub-modeling technique. For this purpose, the reinforced cylindrical shell is modeled using shell elements at first, which in this case all the bolts, rivets and spot welds are considered as bushing elements. Afterwards the candidate critical zones are modeled using 3D solid elements with the help of shell-to-solid sub-modeling technique and all the connections are also modeled using 3D elements. Then the fatigue life of the problem under multi-axial loading is estimated by Brown-Miller criterion. For this purpose a special script in ABAQUS software has been used.

کلیدواژه‌ها English

Reinforced cylindrical shells
Shell-to-Solid Sub-modeling
Multi-axial Fatigue
Brown-Miller Criterion