مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی اثر گرادیان فشار بر تغییرات ضریب شدت تنش در لوله‌های جدار ضخیم اتوفرتاژ ترکدار به روش تابع وزن دوبعدی

نویسندگان
1 استاد دانشگاه خواجه نصیر-
2 دانشجو دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده
لوله‌ی جدارضخیم اتوفرتاژ حاوی ترک طولی نیم‌بیضوی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. جهت بررسی تغییرات ضریب شدت تنش روی جبهه‌ی ترک، ابتدا تابع وزن دوبعدی لوله‌ی ترکدار استخراج می‌شود. این تابع وزن می‌تواند ضریب شدت تنش تمام نقاط روی جبهه‌ی ترک را محاسبه کند، همچنین، به کمک این تابع وزن امکان درنظر گرفتن بارگذاری‌های پیچیده بر روی سطح ترک از جمله بارهای ناشی از گرادیان فشار محوری در لوله‌های کوتاه و لوله‌های انتها باز میسر می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که بر خلاف لوله‌های تحت فشار یکنواخت، در لوله‌های تحت گرادیان فشار، بیشترین ضریب شدت تنش لزوما در عمیق‌ترین نقطه و نقاط سطحی نخواهد بود. در لوله‌های اتوفرتاژ بیشترین ضریب شدت تنش عموما در نقاط غیرسطحی رخ می‌دهد. نتایج ضریب شدت تنش حاصل از روش تابع وزن دوبعدی با نتایج حاصل از روش اجزا محدود از تطابق خیلی خوبی برخوردار است. پیش‌بینی شکل جبهه‌ی ترک خستگی با استفاده از تابع وزن دوبعدی می‌تواند دقیق‌تر از تابع وزن یک بعدی باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigation of pressure gradient effect on stress intensity factor variations in autofrettaged cracked thick-walled tubes using two dimensional weight function method

نویسندگان English

Rahmatollah Ghajar 1
Hamed Saeidi Googarchin 2
چکیده English

The autofrettaged thick-walled tube containing semi-elliptical crack is investigated. To study the variation of stress intensity factor on crack front, at first, two dimensional weight function is extracted. Stress intensity factor of all points on crack front can be calculate using proposed weight function, also, the complicated loading on crack faces including the loads due to axial gradient pressure in short cylinder and open-end tubes can be considered. Results show that, opposite of the cylinder subjected to uniform pressure, in pipes under gradient pressure, the maximum stress intensity factor are not necessarily on deepest point and surface points. The maximum stress intensity factor occurs on non-surface points in autofrettaged tubes. The results obtained from two dimensional weight function method have a good accuracy with the results obtained from finite element method. Prediction of fatigue crack configuration using two dimensional weight function can be more accurate than those obtained from one dimensional weight function.

کلیدواژه‌ها English

Two dimensional weight function
Thick-Walled Tube
Stress Intensity Factor
Pressure Gradient