تحلیل سهبعدی شدت میدان تنش پیشانی ترک در ماده هدفمند تحت بار شوک حرارتی-مکانیکی با روش بدون المان محلی پتروف-گلرکین
۳D Analyses of Crack Tip Stress Field Intensity under Thermo-Mechanical Shock Load in Functionally Graded Material by the MLPG Method
/امین معماری
: فنی و مهندسی مکانیک
، ۱۳۹۷
، افشار
۱۶۴ص
چاپی - الکترونیکی
دکتری
طراحی کاربردی
۱۳۹۷/۰۶/۲۰
تبریز
در این رساله، روش بدون المان محلی پتروف-گلرکین بر روی معادلات سازنده جفتصشده خطی و عمومی ترموالاستیسیته شامل معادله حرکت و معادله انرژی با انتقال حرارت اصلاحصشده غیر فوریهصای برای تحلیل عددی رفتار شکست ترکصهای سطحی سهصبعدی در مواد ایزوتروپیک همصگن و هدفمند پیادهصسازی شدهصاست .در رابطه انتقال حرارت هذلولوی، از پارامتر تاخیر زمانی لورد-شولمن استفاده شدهصاست .رفتار ماده براساس تعیین فاکتورهای شدت تنش در نقاط مختلف پیشانی ترک نیمهصبیضی صفحهصای تحلیل میصشود .بارگذاریصهای مختلف مکانیکی و حرارتی استاتیکی و حالت پایدار برای ارزیابی عملکرد و دقت روش عددی معرفی شده به کار گرفته شده و تاثیر پارامتر تاخیر زمانی در بارگذاری شوک حرارتی مورد بررسی قرار گرفتهصاست
This dissertation implements meshless local Petrov-Galerkin method in coupled generalized linear thermoelasticity governing equations including equation of motion and energy relation with modified non-Fourier heat conduction law in order to numerically analyze fracture behavior of 3D surface cracks in isotropic homogeneous and FG materials. Lord-Shulman relaxation time is used in hyperbolic heat conduction law. Material response is assessed by determination of stress intensity factor around the planar semielliptical crack tips. Different 2D and 3D cracks under pure mechanical and steady state thermal loads are examined to verify the computational accuracy of the proposed numerical method and the effect of relaxation time is investigated under thermal shock load. SIFs are compared between hyperbolic heat conduction law with Lord-Shulman relaxation time results and classical Fourier law ones. Delay in the response of the material, overshooting phenomenon and thermal wave reflection are observed in transient thermal stress intensity factors curves in different moments of thermal shock
۳D Analyses of Crack Tip Stress Field Intensity under Thermo-Mechanical Shock Load in Functionally Graded Material by the MLPG Method