مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

محاسبه ضرایب شدت تنش دینامیکی مود سهِ چندین ترک در نیم صفحه الاستیک

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، طراحی کاربردی، دانشگاه یزد، یزد
2 استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه یزد
3 مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد
چکیده
در تحیل سازه‌ها پاسخ دینامیکی و اثرات امواج الاستیک بر روی ضرایب شدت تنش از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. این مطالعه، به تحیل تنش دینامیکی پادصفحه‌ای نیم صفحه همگن شامل چندین ترک برای محاسبه ضرایب شدت تنش با اثر تقابل امواج الاستیک با مرز صفحه و ترک در موقعیت‌های مختلف می پردازد. روش حل، استفاده از تکنیک توزیع پیوسته ناپیوستگی جابجایی برای حل مسائل ترک در شکست دینامیکی است. با اعمال تبدیلات انتگرالی (فوریه و لاپلاس) به معادله الاستودینامیک و استفاده از شرایط مرزی حاکم، حل ناپیوستگی جابجایی انجام شده و سپس با توزیع پیوسته ناپیوستگی جابجایی برروی سطوح ترک معادلات انتگرالی با مرتبه فوق تکین حاصل می‌شود. حل معادله انتگرالی با استفاده از بسط سری چِبیشِف و روش عددی نقاط نظم یافته در محیط لاپلاس صورت می‌پذیرد. در نهایت با استفاده از الگوریتم لاپلاس معکوس عددی، ضرایب شدت تنش در حوزه زمان بدست می‌آیند. با مقایسه نتایج موجود از حل صفحه بی‌نهایت مشاهده می‌شود، تئوری ارائه شده از دقت قابل قبولی برخوردار است. همچنین توانایی مدلسازی چندین ترک با آرایش های مختلف بعنوان قابلیت تئوری، در قالب نمودارهایی آورده شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Evaluation of dynamic mode-III stress intensity factors of multiple cracks in an elastic half-plane

نویسندگان English

Hamed Haghiri 1
Ali Reza Fotuhi 2
Alireza Shafiei 3
چکیده English

In a structural analysis, dynamic response of a crack is of significant importance as well as the impacts of elastic waves on stress intensity factors (SIF). In this paper, dynamic analyses of multiple cracks on a half-plane subjected to anti-plane shear stresses are presented. Stress intensity factors are calculated and the interaction of elastic waves with the boundary of plane and the cracks' tips is investigated at different locations. The distribution discontinuous displacement techniques are used, enabling us to solve the crack problems in dynamic fracture mechanics. Integral transformations (Laplace and Fourier) are applied to elastodynamics equations and by using a set of appropriate boundary conditions solved discontinuous displacement and the crack problem is solved through discontinuous displacement method. As a result, the stress equations with hypersingularity terms are obtained. Using Chebyshev series expansion and collocation points in Laplace domain, the crack solution is achieved. Finally, different algorithms of numerical Laplace inversion are presented and the stress intensity factors (SIF) are obtained. The presented results are compared with published data and a good agreement is observed. Moreover, it is also demonstrated that the present theoretical study is capable of modelling multiple cracks with different arrangements.

کلیدواژه‌ها English

Dynamic stress intensity factor
Displacement discontinuity
Hypersingular integral equation
Numerical Laplace inversion