عنوان پایان‌نامه
تعیین ضریب شدت تنش در ترک های موجود در گوشه های تیز با استفاده از روش تجربی کشسان نگاری
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک طراحی کاربردی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1928;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 48535
- تاریخ دفاع
- ۳۱ خرداد ۱۳۹۰
- دانشجو
- محمدحسین قاسمی بابلی
- استاد راهنما
- ناصر سلطانی
- چکیده
- در پایان نامه حاضر، ضریب شدت تنش، برای قطعاتی که دارای ترک در گوشه تیز آن می‌باشد، تحت بار کششی، با استفاده از روش تجربی کشسان نگاری تعیین گردیده است. پایه‌های اصلی این تحقیق را علم مکانیک شکست، علم اپتیک و نهایتاً پردازش کامپیوتری تصاویر تشکیل می‌دهند. پس از بر پا کردن چیدمان در دستگاه پلاریسکوپ، نمونه‌های دارای ترک، در دستگاه بارگذاری قرار گرفتند و پس از ثبت تصویر در حین آزمایش از نمونه تحت بار، عملیات پردازش تصویر کامپیوتری بر روی آنها انجام شد. با ترکیب روابط حاکم بر مکانیک شکست و روابط اپتیکی، ضریب شدت تنش ترک تعیین گردید. برای کاهش خطا در اندازه گیری ضریب شدت تنش، از روش حداقل مربعات استفاده شده است. برای اثبات صحت نتایج، جواب‌های تجربی حاصل با نتایج روش عددی اجزای محدود و همچنین نتایج تحلیلی مقایسه شدند. در حالتی که قطعه دارای دو ترک می‌باشد (نمونه 4) نتایج تجربی تنها با حل عددی روش اجزای محدود مقایسه شده‌اند، زیرا نتایج تحلیلی آن موجود نیست. متوسط میزان اختلاف بین نتایج تجربی و عددی 78/11 درصد و متوسط اختلاف بین نتایج تحلیلی و تجربی 59/9 درصد می‌باشد که علت‌های اصلی، خطا در تعیین ثابت اپتیکی قطعه تحت آزمایش، خطا در تعیین دقیق مختصات نوک ترک و خطا در تعیین نقاط دقیق هاله‌های ایزوکروماتیک می‌باشد.
- Abstract
- Sharp notches and reentrant corners are often found in many engineering structures. As a result of high local stresses at the notch tip, a local damage may be caused to the notched components. Hence, a good understanding of stresses in the vicinity of the cracks existed at the tip of the sharp notches and the ability to predict the initiation of brittle fracture are of fundamental importance for a reliable failure analysis. In the current thesis, Stress Intensity Factors have been determined for a specimen with crack in the sharp notches under tensile load by digital Photoelasticity technique. The solution used to measure these SIFs is the combination of Photoelasticity optical relations and fracture mechanics relationship. Using the mentioned optical technique, and image processing methods the Photoelastic fringes would be analyzed. To reduce errors in SIFs measurement, the Least Squares method has been used. In order to verify the obtained results accuracy, the experimental results were compared with the results of Finite Element Method and analytical results. The analytical results were not available for the state that specimen has two cracks. The average rate of difference between experimental and numerical results is 11.78 percent and the average rate of difference between experimental and analytical results is 9.59 percent. The main sources of errors appear through exact determination of the isochromatic fringes and precise determining of material fringe value and coordinates of the crack tip and also loading device limitation for samples with width greater than 140 mm.
