عنوان پایان‌نامه
تحلیل عددی و تجربی گسترش ترک در یک پنل سرامیکی تحت بارهای مکانیکی- گرمائی
- رشته تحصیلی
- مهندسی هوافضا - سازمان های هوافضایی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 284263
- تاریخ دفاع
- ۰۶ اسفند ۱۳۹۳
- دانشجو
- میثم پوربافرانی
- استاد راهنما
- محمدحسین صبور, بابک میرزاوند بروجنی
- چکیده
- چکیده: مواد فرو سرخ موادی هستند که به طور گسترده در پنل¬های سرامیکی برای پرنده¬های مافوق صوت استفاده می¬شوند. از جمله پرکاربردترین ماده از این مواد سرامیک سولفور روی است. در روند تولید پنل با وجود دقت¬های فراوانی که به کار گرفته می¬شود، ناپیوستگی¬هایی در این قطعات بسیار حساس ایجاد می¬شود. با توجه به اینکه پرنده¬های مافوق صوت تحت درگ بسیار بالای هوا و اصطکاک هوا موجب ایجاد گرادیان حرارتی بسیار بالایی در این مواد می¬شود. با توجه به این شرایط بسیار سختی که این قطعه باید تحت آن دوام بیاورد این ترک¬ها ممکن است موجب از بین رفتن این قطعه شده و این امر موجب از دست رفتن کل مجموعه پرنده شود. با توجه به اینکه وجود این ناپیوستگی¬ها در پنل اجتناب ناپذیر است، با استفاده از مکانیک شکست به بررسی رفتار پنل¬های ترک دار تحت نیروهای آیرودینامیکی و حرارتی پرداخته شد. تا با استفاده از تحلیل شکست پنل طول مجاز این ناپیوستگی¬ها حدس زده شود. پس به جهت بررسی رفتار شکست سرامیک سولفور روی و استخراج طول ترک بحرانی در این مواد و با توجه به عدم امکان تست برای شرایط بارگذاری مختلف به شبیه سازی این قطعات در نرم افزار المان محدود آباکوس پرداخته شد. و از طرفی با توجه به ترد بودن این مواد می¬توان در تحلیل و بررسی آنها از مکانیک شکست الاستیک خطی استفاده شود. ولی با توجه به محدودیت¬های آباکوس در تحلیل شرایط سیال تراکم پذیر جریان¬های مافوق صوت، ابتدا در نرم افزار فلوئنت، تحلیل سیالاتی این شرایط انجام و سپس نتایج و خروجی¬های فلوئنت بصورت ورودی برای آباکوس مورد استفاده قرار گرفت و در نهایت با استخراج ضرایب شدت تنش به گمانه زنی در مورد طول ترک بحرانی این مواد پرداخته شد. از طرفی چون این کار برای اولین بار انجام می¬شد و سنجه¬ای برای بررسی صحت شبیه سازی¬های انجام گرفته در دسترس نبود، احتیاج به شرایطی مشابه داشتیم تا پروسه شکست را بصورت تجربی ایجاد کنیم و در نهایت با شبیه سازی این شکستی که خود ایجاد نمودیم و با توجه به تکرار پذیری تجربی این آزمایش به میزان صحت روش شبیه سازی خود بپردازیم. از این رو مبادرت به ایجاد پیش ترک در نمونه-های آزمایشگاهی نموده و دسته های مختلف تحت شرایط خاص بارگذاری گسترده و حرارتی متفاوت قرار گرفت و پس از شبیه سازی آزمایشات انجام گرفته در نرم افزار المان محدود و استخراج نتایجی منطبق بر نتایج تست و راستی آزمایی شبیه سازی و در نهایت یافتن روش صحیح شبیه سازی این شرایط به مدل¬سازی مسئله اصلی به روال تصحیح شده پرداخته شد. بعد از رسیدن به این مهم هم اکنون اطمینان خوبی از روش صحیح شبیه سازی پدیده اصلی در نرم افزار المان محدود حاصل شد و در نهایت برای جنس¬های مختلف در شرایط مرزی مشابه نیز این روال انجام گرفت تا در آخر الگویی برای شکست سرامیک های از این نوع استخراج شود. کلمات کلیدی: مکانیک شکست، سرامیک، شوک حرارتی، خواص مکانیکی، الاستیسیته،
