تحلیل ترک در مسائل انتشار-ترموالاستیسیته تعمیم یافته با استفاده از روش المان محدود توسعه‌یافته

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک و مکاترونیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک و مکاترونیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

3 کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک و مکاترونیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

doi
10.22044/jsfm.2021.10725.3376
چکیده

در این مقاله، رفتار یک ترک ساکن در محیط محدود انتشار- ترموالاستیسیته تعمیم‌یافته تحت شوک دمایی و غلظت بررسی‌شده است. ترک با استفاده از روش المان محدود توسعه‌یافته مدل‌سازی و ضرایب شدت تنش با بکارگیری روش انتگرال برهم‌کنش استخراج ‌شده اند. برای مطالعه پدیده انتشار گرما و غلظت از تئوری‌های تعمیم‌یافته گرین – نقدی و غیرفیک استفاده ‌شده است. روش المان محدود توسعه‌یافته برای گسسته‌سازی معادلات در فضا و روش ضمنی نیومارک جهت انتگرال‌گیری زمانی مورداستفاده قرارگرفته است. برای بارگذاری‌های مختلف (شوک گرمایی و غلظت)، ضرایب شدت تنش، توزیع دمای نوک ترک و توزیع انتشار نوک ترک مطالعه شده است. همچنین اثر سرعت موج‌ تنش، موج غلظت و موج دما بر روی ضرایب شدت تنش برای ترک‌های مستقیم و مایل بررسی‌شده است. مشاهده می‌شود برای برای حالتی که سرعت موج تنش و موج دما یکسان و بیشتر از سرعت موج غلظت است افزایش ضریب شدت تنش سریع‌تر و بیشتر از حالت‌های دیگر است.