بررسی رفتار شکست شیشه‌های سیلیسی متحرک تحت تغییرات دمایی گذرا ناشی از سیال ناهمگن پیرامونی، با استفاده از روش اجزاء محدود توسعه یافته

سال انتشار: 1398
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 229

فایل این مقاله در 10 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_TUMECHJ-49-2_022

تاریخ نمایه سازی: 17 دی 1399

چکیده مقاله:

در تحقیق حاضر، به­منظور ارائه چارچوب فرمول­بندی کلّی برای مسائل رشد ترک گرمایی با مرز متحرک، با ­استفاده از روش اجزاء­ محدود توسعه­­­یافته، یک ورق­ شیشه­ای سیلیسی ترک­دار که در سیالی ناهمگن در حال حرکت است، مورد ­­بررسی قرارگرفته و اثر پارامترهای مؤثر در فرمول­بندی عددی لحاظ شده­است. بدین­منظور انتقال گرمای رسانشی گذرا با مرزهای متحرک و به­طور همزمان جابجایی گرمایی مرزهای متحرک با سیّال­های متفاوت محیط، توسط اجزاء­محدود توسعه­یافته فرمول­بندی شده و یک دستگاه معادله ماتریسی گرمای گذرا برای آن به­دست آمده­است. همچنین به­منظور محاسبه دقیق میدان­های دمایی، به­وسیله اصلاح و انطباق­ شِمای کرنک-­نیکلسون و با استفاده از معیار پایداری فون-نیومن، درهر گام زمانی، راه­حلی عددی برای دستگاه فوق­الذّکر ارائه شده­است. تمامی مراحل فرمول­بندی مسئله در MATLAB کدنویسی و به­کار گرفته شده­است. به­منظور بررسی کارایی چارچوب فرمول­بندی ارائه­شده، با وارد ­کردن خواص مکانیکی و گرمایی برای شیشه سودالایم، نتایج بدست­آمده با نتایج آزمایشگاهی مقایسه و راستی­آزمایی شده­است. بعد از احراز دقت نتایج، فرایند مذکور برای سایر شیشه­های سیلیسی پرکاربرد انجام­شده و اثر خواص گرمایی و مکانیکی آن­ها بر مد اول ضریب شدت­تنش مورد تجزیه و ­تحلیل قرار گرفته شده­است.

کلیدواژه ها:

مکانیک شکست ترموالاستیک ، روش اجزاء محدود توسعه‌یافته ، ورق‌ شیشه‌ای سیلیسی ترک دار ، تغییرات دمایی گذرا ، مرز متحرک

نویسندگان

سید دیاکو غفاری

کارشناس ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

سامرند رش احمدی

دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

هیوا غفاری

دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • [1] Ronsin O., Perrin B., Dynamics of quasistatic directional crack  ...
  •       growth. Physical Review E, Vol. 58, No. 6, pp. ...
  • [2] Yang B., Ravi-Chandar K., Crack path instabilities in a ...
  • [3] Yazid A., Abdelkader N., Abdelmadjid H., A state-of-the-art  ...
  •       review of the X-FEM for computational fracture mechanics.  ...
  •       Applied Mathematical Modelling, Vol. 33, No. 12, pp. 4269– ...
  •       4282, 2009. ...
  • [4] Belytschko T., Black T., Elastic crack growth in finite ...
  • [5] Dolbow J., Belytschko T., A finite element method for ...
  •       growth without remeshing. International Journal for Numerical Methods in ...
  • [6] Stolarska M., Chopp D. L., Moës N., Belytschko T., ...
  •       crack growth by level sets in the extended finite ...
  • [7] Bordas S., Extended finite element and level set methods ...
  •       applications to growth of cracks and biofilms, PhD Thesis,  ...
  •       Northwestern University, 2003. ...
  • [8] Osher S., Sethian J. A., Fronts propagating with curvature- ...
  •       dependent speed: algorithms based on Hamilton-Jacobi ...
  •       formulations. Journal of Computational Physics, Vol. 79, No.1, pp.12–49, ...
  • [9] Duflot M., A study of the representation of cracks ...
  • [10] Sukumar N., Moës N., Moran B., Belytschko T., Extended ...
  •         Vol. 48, No. 11, pp. 1549–1570, 2000. ...
  • [11] Duflot M., The extended finite element method in thermoelastic ...
  • [12] Zamani A., Eslami M. R., Implementation of the extended ...
  • [13] Yuse A., Sano M., Transition between crack patterns in ...
  • [14] Bouchbinder E., Hentschel H. G. E., Procaccia I., Dynamical ...
  •         instabilities of quasistatic crack propagation under thermal stress. Physical ...
  • [15] Yoneyama S., Kikuta H., Moriwaki K., Simultaneous observation of ...
  •         microretarder array. Optical Engineering, Vol. 45, No. 8, pp. ...
  •         83604, 2006. ...
  • [16] Sakaue K., Yoneyama S., Kikuta H., Takashi M., Evaluating ...
  • [17] Pais M., Kim N. H., Davis T., Reanalysis of ...
  •         element method for crack initiation and propagation. In Proceedings ...
  • [18] Yoneyama S., Sakaue K., Experimental–numerical hybrid stress analysis for ...
  • [19] Bansal N. P., Doremus R. H., Handbook of glass ...
  •         Elsevier, 2013. ...
  • [20] Westergaard H. M., Bearing pressures and cracks. Journal of ...
  •         Applied Mechanics, Vol. 61, pp. A49–A53, 1939. ...
  • [21] Williams M. L., On the Stress Distribution at the ...
  •         Stationary Crack, Journal of Applied Mechanics, Vol. 24, No. ...
  • [22] Mohammadi S., XFEM fracture analysis of composites, John ...
  •         Wiley & Sons, 2012. ...
  • [23] Fleming M., Chu Y. A., Moran B., Belytschko T., ...
  •         International Journal for Numerical Methods in Engineering, ...
  •         Vol. 40, No. 8, pp. 1483–1504, 1997. ...
  • [24] Babuška I., Melenk J.  M., The partition of unity ...
  •         International Journal for Numerical Methods in Engineering, ...
  •         Vol. 40, No. 4, pp. 727–758, 1997. ...
  • [25] Belytschko T., Moës N., Usui S., Parimi C., Arbitrary ...
  •         discontinuities in finite elements, International Journal for ...
  •         Numerical Methods in Engineering, Vol. 50, No. 4, pp. ...
  • [26] Bower A. F., Applied mechanics of solids, CRC press, ...
  • [27] Hutton D. V., Wu J., Fundamentals of finite element ...
  • [28] Astley R. J., Finite elements in solids and structures, ...
  •         introduction, pp. 102-104, Chapman & Hall (Springer), 1992. ...
  • [29] Goli E., Bayesteh H., Mohammadi S., Mixed mode fracture ...
  •         analysis of adiabatic cracks in homogeneous and non- ...
  •         homogeneous materials in the framework of partition of unity ...
  • [30] Hetnarski R. B., Encyclopedia of Thermal Stresses, pp. 1611-1612, ...
  • [31] Moaveni S., Finite element analysis: theory and application with ...
  • [32] Charney J. G., Fjörtoft R., Neumann J. V., Numerical ...
  • نمایش کامل مراجع