مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

کالیبراسیون پارامترهای ویبال در رویکرد موضعی مکانیک شکست با استفاده از داده‌های شکست ترد نمونه‌های خمش سه نقطه

نویسندگان
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
چکیده
ترک های ناشی از فرایندهای ساخت یا عملکرد قطعات، می توانند رشد نموده و موجب شکست سازه شوند. از این رو، دستیابی به روشی مناسب جهت پیش بینی شروع رشد ترک، همواره مورد توجه بوده است. رویکردهای اصلی در تحلیل شکست سازه ها، شامل دو رویکرد کل‌نگر و موضعی است. در رویکرد کلنگر، مقاومت در برابر شکست، بر حسب مقادیر بحرانی پارامترهایی دور از نوک ترک مثل K یا J تحلیل می‌شود. در پژوهش حاضر، مدل برمین رویکرد موضعی به کار گرفته شده که از آن به منظور پیش‌بینی شکست ترد استفاده می شود و در آن، میدان تنش و کرنش در حوزه نوک ترک مورد بررسی قرار می‌گیرد. در این مدل پارامترهایی معرفی می‌شوند که باید از طریق داده‌های آزمونهای تجربی کالیبره گردند. هدف از این پژوهش، مقایسه روشهای مرسوم در کالیبراسیون پارامترهای رویکرد موضعی بر روی داده های آزمونهای شکست ترد نمونه های خمش سه نقطه، شناخت محدودیت ها و در نهایت ارائه یک روش جدید کالیبراسیون جهت استخراج پارامترهای مناسب برای پیش‌بینی شکست ترد این نمونه ها با استفاده از رویکرد موضعی مکانیک شکست است. نتایج پژوهش حاضر نشان می‌دهد، روشهای مرسوم در کالیبراسیون پارامترهای رویکرد موضعی با استفاده از آزمایش نمونه های خمش سه نقطه در برخی موارد با محدودیت همراه است. همچنین معرفی پارامتر موقعیت ویبال به عنوان معیاری از سه بعدی شدن تنش‌ها در مدل برمین، روش مستدل جدیدی جهت پیش بینی شکست ترد نمونه های خمش سه نقطه با قیود متفاوت، ارائه شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Calibration of Weibull Parameters of Local Approach to Fracture by Using Experimental Cleavage Fracture data of Three Point Bending Specimens

نویسندگان English

Ahmad Mohammadi Najafabadi
Iraj Sattarifar
Mohsen Rezaeian
چکیده English

Cracks due to manufacturing processes or in-service applications can propagate and cause failure in structures. Therefore, it is of interest to find a suitable fracture assessment method for predicting crack initiation. Main approaches for fracture assessment of structures are global approach and local approach. In the global approach, it is assumed resistance against fracture can be measured by a critical values of a far from crack tip parameter like K or J. In this study, Beremin model of local approach is used for predicting brittle fracture which studies stress and strain fields at the crack tip. The model introduces unknown parameters which have to be calibrated using experimental fracture data. The purpose of this study is evaluating of conventional calibration methods of local approach parameters using the experimental brittle fracture data of three point bending specimens, determining limitations, and finally presenting a new calibration method to produce suitable parameters for predicting brittle fracture of the specimens by using local approach to fracture. This study shows that conventional calibration method using experimental fracture data of three point bending specimens has limitation in some cases. Also, by introducing location parameter of Weibull distribution as a stress triaxiality criteria in Beremin model, a new rational method for predicting brittle fracture of the three point bending specimens with different constraints is presented.

کلیدواژه‌ها English

Brittle fracture
Local approach
Beremin model
Calibration
Three point bending specimen