عنوان

تحلیل المان محدود مخازن تحت فشار در ناحیه الاستیک پلاستیک با استفاده از الگوریتم بازگشت شعاعی

‭۵۶۶۴پ‬

per

تحلیل المان محدود مخازن تحت فشار در ناحیه الاستیک پلاستیک با استفاده از الگوریتم بازگشت شعاعی

/امین یعقوبی

دانشگاه تبریز: دانشکده مهندسی مکانیک، گروه طراحی جامدات

‮‭۱۶۳‬ص‬

چاپی

فاقدفایل ‮‭pdf‬

کارشناسی ارشد

مهندسی مکانیک طراحی کاربردی

‮‭۱۳۸۸/۰۷/۲۵‬

دانشگاه تبریز: دانشکده مهندسی مکانیک، گروه طراحی جامدات

در این پایان‌صنامه به منظور کاهش حجم محاسبات در تحلیل الاستو پلاستیک مواد از الگوریتم بازگشت شعاعی استفاده شده است .برای این کار یک کد اجزا محدود با استفاده از روش برنامه‌صنویسی شی‌صگرا ایجاد شده است .این برنامه در زبان‮‭.Net Visual C‬ نوشته شده است .برنامه-نویسی شی‌صگرا انعطاف‌صپذیری، توسعه پذیری و دوباره استفاده کردن از برنامه را افزایش می‌صدهد .این قابلیت-ها به برنامه‌صنویس اجازه می‌صدهد کد را سریع‌صتر و قابل فهم‌صتر ایجاد کند .با استفاده از نرم‌صافزار نوشته شده در این پایان‌صنامه به مدل‌صسازی عددی برخی از روش‌صهای افزایش عمر موسوم به کار سرد پرداخته شده است .ابتدا با استفاده از دو نوع مدل دو بعدی کرنش صفحه‌صای و متقارن محوری، محاسبه تنش‌صهای پسماند ناشی از پروسه اتوفرتاژ استوانه‌صهای جدار ضخیم تحت فشار محاسبه شده است .نتایج عددی حاصل برای تنش‌صهای پسماند مماسی، شعاعی و محوری با نتایج تحلیلی موجود در ادبیات فن مقایسه شده است .مطابقت قابل قبولی بین نتایج مشاهده شده است .اگر چه مدل کرنش صفحه‌صای قادر است تنش‌صهای پسماند مماسی را دقیق‌صتر از مدل متقارن محوری مدل می‌صکند .این در مورد تنش‌صهای شعاعی و محوری صادق نیست و هر دو مدل دارای خطای یکسانی هستند .سپس با استفاده از یک مدل دو بعدی به شبیه‌صسازی توزیع تنش‌صهای پسماند ناشی از پروسه انبساط سرد در یک صفحه سوراخدار و توزیع مجدد) آزاد شدن (آن‌صها تحت بارگذاری متناوب پرداخته شده است .برای شبیه‌صسازی دقیق‌صتر رفتار تنش/کرنش در بارگذاری متناوب از چهار مدل‌ص‍ سخت‌صشوندگی سینماتیک غیرخطی چابوکه، اوهنو- وانگ، باری- حسن و چن- جیائو استفاده شده‌صاند .مقایسه نتایج حاصل با نتایج تجربی نشان می‌صدهد که مدل چن- جیائو تنش‌صهای پسماند را در نزدیکی سوراخ بهتر پیش‌صبینی می‌صکند در حالیکه مدل‌صهای چابوکه و باری- حسن، قادر به محاسبه تنش‌صهای پسماند در محدوده تنش‌صهای کششی هستند .علاوه بر آن نرخ آزاد شدن تنش‌صهای پسماند در سیکل‌صهای اولیه بالاست و سپس در سیکل‌صهای بعدی کاهش می‌یابد.

.‮‭In the present research, radial return algorithm is used to analysis of structures in elastic-plastic region. Using radial return results in reduction of calculation costs in contrast to earlier return algorithms like Euler Forward and Euler Backward. To reach this aim, an object oriented finite element software is created by Visual C .Net language. Object oriented programming promotes the flexibility, extensibility and reusability of the code.Using the software written in this research, autofrettage process in thin-walled pressure vessels was modeled by plain strain and axial symmetric states to study of the residual stress field. By comparing the tangential, radial and axial residual stress results obtained from finite element analysis with analytical results, an acceptable agreement was seen between them. However in the case of tangential stresses, the simulations by plane strain model are more accurate than those by axial symmetric model. This is not true for radial and axial stresses and those errors are approximately equal.Secondly numerical studies using FE models were carried out to determine the initial tangential and radial residual stress distributions, due to cold expansion, and their relaxation under cycled loading. A ۲-D finite element model was used to simulate the cold expansion process and cyclic loading. To predict the stress relaxation, four nonlinear kinematic hardening models were applied in simulation of stress/strain path under cyclic loading. The results obtained from finite element analysis were compared with available experimental results. There was good agreement between numerical and experimental results. Jiao-Chen nonlinear kinematic hardening model predicts the tangential residual stress relaxation better than other models near the hole edge. However Chaboche and Bari-Hassan models have good agreement with the experimental results in the region away from hole where the tangential residual stress is tensile. In addition, the rate of residual stress relaxation left from cold expansion process subjected to cyclic loading is high in initial cycles then it reduces with continuing the load cycles‬

FEM

Radial Return

OOP

Pressure Vessel

Cyclic Plasticity.

یعقوبی، امین

نوید چاخرلو، تاج بخش، استادراهنما

خوشروان، محمدرضا، استادمشاور

نمایه‌سازی قبلی