تحلیل رشد ترک خستگی در استوانه‌ها تحت بارهمزمان کششی،گشتاورخمشی و فشار داخلی ثابت

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: تحلیل رشد ترک خستگی در استوانه‌ها تحت بارهمزمان کششی،گشتاورخمشی و فشار داخلی ثابت

ارائه دهنده: Provider: ابوالفضل افشار - مهندسی مکانیک

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر رحمن سیفی

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر هاشم مظاهری و دکتر مهدی شعبان

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: ساعت 15 - 1404/7/23

مکان ارائه: Place of presentation: دانشکده مهندسی کلاس ۵۵

چکیده: Abstract: چکیده: استوانه‌ها در صنایع مختلف از جمله هوافضا، خودروسازی و خطوط انتقال سیالات به‌طور گسترده استفاده می‌شوند و عملکرد طولانی‌مدت آن‌ها تحت بارهای پیچیده اهمیت بالایی دارد به همین دلیل مطالعه رفتار ترک‌های خستگی در استوانه‌ها و لوله‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.رابطه پاریس-اردوغان و ضریب شدت تنش یکی از پارامترهای اساسی در مبحث مکانیک شکست است که جهت محاسبه عمر خستگی و پیش‌بینی گسترش ترک بکار می‌رود.دراین پژوهش با استفاده از روش‌های عددی و تجربی،گسترش ترک نیم‌بیضی در سطح خارجی استوانه تحت بار همزمان کششی ،گشتاور خمشی و فشار داخلی ثابت بررسی شده است.عمر خستگی نیز توسط رابطه پاریس وبراساس معیار تفاضل ضریب شدت تنش محاسبه گردیده است.سپس در ادامه پژوهش به بررسی تاثیر پارامترهای مختلف مانند نسبت طول ترک به عمق ترک،نسبت عمق ترک به ضخامت استوانه،نیروی خمشی و فشار داخلی برگسترش ترک و عمر خستگی پرداخته شده است.جنس استوانه مورد آزمایش در این پژوهش AL-6061 درنظر گرفته شده است و اعتبار روش عددی این پژوهش با مقایسه با آزمایش تجربی اثبات گردید نتایج این پژوهش نشان داد که افزایش نسبت طول ترک به عمق ترک منجر به افزایش ضریب شدت تنش و درنتیجه کاهش عمر خستگی می‌شود.همچنین مشاهده شد که در نمونه های دارای ترک نیم بیضی با نسبت طول ترک به عمق ترک بزرگ‌تر از 1 بیشینه گسترش ترک در عمیق ترین نقاط پیشانی ترک اتفاق افتاد که این مورد در نمونه های دارای ترک نیم دایره در وجه ترک اتفاق می‌افتد.تاثیر نیروی خستگی خمشی نقش تعیین کننده‌ای در نرخ رشد ترک خستگی و عمر خستگی استوانه دارد و افزایش آن می‌تواند عمر خستگی را به طور چشم‌گیری کاهش دهد.تاثیر فشار داخلی ثابت در عمر خستگی استوانه دارای ترک کمتر از تاثیر نیروی خمشی مشاهده شده است و افزایش عمق ترک تاثیر مستقیم بر کاهش عمر خستگی استوانه دارد.