گروه استخراج معدن
پایان‌نامه جهت دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی مکانیک سنگ
مدل سازی ترک های ثانویه با استفاده از تئوری
انشعاب به روش المان مرزی
|
استاد راهنما:
دکتر محمد فاتحی مرجی
استاد مشاور:
دکتر جواد غلام‌نژاد
اسفند ماه 1392
چکیده
شکست ناگهانی و غیرمنتظره بعضی از سازه‌های مهندسی، خسارات مالی و جانبی فراوانی را داشته است. در بررسی علل شکست، به تدریج پژوهشگران دریافتند که طراحی بسیاری از این سازه‌ها بر مبنای تئوری الاستیسیته و مقاومت مصالح درست بوده و عامل شکست ترک‌هایی بودند که در سازه وجود داشته و یا در حین کار ایجاد شده است. بنابراین این نتیجه حاصل شد که طراحی و تحلیل این سازه‌ها تنها بر پایه دو درس ذکر شده موفقیت‌آمیز نبوده است. بر این اساس در دهه دوم قرن بیستم علم جدیدی به نام مکانیک شکست[1] پایه‌گذاری شد که تجزیه و تحلیل سازه‌ها را بر مبنای وجود و یا ایجاد ترک بررسی می‌نماید. با توجه به اینکه تئوری مکانیک شکست پایداری سازه‌ها را بر پایه معیارهای انتشار ترک شامل اصل انرژی و مقاومت اجسام در مقابل ترک، بررسی می‌کند، می‌توان با بررسی شرایط برای انتشار ترک، چگونگی انشعاب ترک یا توقف آن به قضاوتی کامل‌تری در رابطه با پایداری یا عدم پایداری سازه‌ها دست یافت. هر گاه انرژی رها شده در اثر گسترش ترک دو یا سه برابر مقاوت ترک گردد ترک ها در دو یا سه شاخه منشعب می گردند. این پژوهش با هدف بررسی تحلیل ترک های ثانویه با استفاده از تئوری انشعاب انجام شده است بدین منظور با استفاده از معادله ای که به دست امده و شرایط فیزیکی یک ترک به ان داده شده است نقاط انشعاب اول و دوم ترک برای چهار نوع سنگ به دست امده است و با نتایج به دست امده از تئوری مکانیک شکست مقایسه شده است که دیده شده همخوانی خوبی با نتایج حاصل از تئوری مکانیک شکست دارد.
1 فصل اول مقدمه 1
1 – 1 مقدمه 2
1 – 2 ترک در سازه 3
1 -3 تاریخچه کارهای انجام شده 6
2 فصل دوم مکانیک شکست 8
2 – 1 مقدمه 9
2 – 2 روش تعادل انرژی گریفیث 9
2 – 3 تئوری اصلاح شده گریفیث (اصل ایروین – اروان) 16
2 – 4 ترک های گریفیث 17
2 – 5 مفهوم ترک 17
2 – 6 مشخصات ترک 18
2 – 7 نرخ آزاد سازی انرژی کرنشی ( G ) 19
2 – 8 مقاومت ترک ( R ) 20
2 – 9 مقاومت ترک یا منحنی R 20
2 – 9 – 1 مفهوم منحنی R 21
2 – 9 – 2 منحنی R مستقل از طول ترک اولیه 24
2 – 9 – 3 منحنی R بر حسب فاکتور شدت تنش 24
2 – 9 – 4 تاثیر ضخامت نمونه روی منحنی R 25
2 – 10 فاکتور شدت تنش استاتیکی 26
2 – 11 فاکتور شدت تنش دینامیکی 27
2 – 12 مدهای شکست 29
2 – 13 انشعاب ترک در مکانیک شکست 30
چند تعریف 31
2 – 14 سرعت ترک و انرژی جنبشی 32
2 – 15 شدت تنش دینامیکی و نرخ آزاد شدن انرژی 39
2 – 16 مفهوم انشعاب ترک 42
2 – 17 انشعاب متقارن برای ترک مد I 46
50
3 فصل سوم تئوری انشعاب 50
3 – 1 مقدمه 51
3- 2 تکرار توابع 51
3 – 3 چرخه ها 52
3 – 4 نوع چرخه ها 52
3 – 5 تحلیل گرافیکی 55
3 – 6 نمودار فازی 61
3 – 7 محاسبات نقاط ثابت 62
3 – 8 نقاط دوره ای 67
3 – 9 انشعاب در معادلات ریاضی 70
3 – 10 دینامیک نقشه های کوادراتیک 70
3 – 11 انشعاب زینی 76
3 – 12 انشعاب دو گانه تناوبی 81
فصل چهارم تحلیل انشعاب ترک با استفاده از تئوری انشعاب 87
4 – 1 مقدمه 88
4 – 2 روش حل مساله 88
4 – 3 محاسبات برای بازالت 91
4 – 4 محاسبات برای Silt stone 95
4 – 5 محاسبات برای گرانیت 98
4 – 6 محاسبات برای Granite westerly 101
4 – 7 محاسبات برای بازالت در تنش MPa30 105
4 – 8 محاسبات برای بازالت در تنش MPa 20 108
5 فصل پنجم نتیجه گیری 112
6 منابع و مآخذ 114
براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد
نظرات شما عزیزان:
تبادل لینک هوشمند