يافتن تابع تاثير و ضرايب شدت تنش در محور داراي ترك محيطي تحت بارگذاري ناگهاني خمشي با استفاده از روش بدون المان درونيابي نقطه اي شعاعي MQ- RPIM

The Effect Function and Stress Intensity Factors in Shaft With Circumferential Crack Under Impulsive Bending Load By Radial Point Interpolation Method (MQ-RPIM)

در اين مقاله با رويكردي نوين با بهره گيري ازروش بدون المان درونيابي نقطه اي شعاعي، به تعيين تابع تاثير مورد استفاده جهت يافتن ضرايب شدت تنش ناشي از بارگذاري خمشي ناگهاني پرداخته شده است. براي اين منظور ابتدا مقادير تنش در سطح مقطع تركدار به روش منحني مشخصه فضا - زمان لاگرانژ در بازه هاي زماني متوالي تا لحظه تثبيت مقدار موج كوپل خمشي اعمالي، محاسبه گرديد. با تحليل عددي ميدان هاي جابجايي، تنش و كرنش، مقاديرضرايب شدت تنش ضربه اي درمحور يافت شدند. ضمن يافتن تابع تاثير، نتايج ناشي از مقايسه ضرايب شدت تنش استاتيكي، ديناميكي با بارگذاري ناگهاني حكايت از بيشتربودن مقادير ضرايب شدت ضربه اي دارد. به دليل كوتاه بودن زمان بارگذاري ناگهاني، مي بايست تنش ناشي از آن را به عنوان يك تنش اوليه دركنار تنش ناشي از بارگذاري استاتيكي، به ويژه جهت تخمين دقيقتر نرخ رشد ترك در محور هاي شكاف داري كه در ريشه شكاف داراي ترك هستند، در محاسبات اعمال نمود.

In this paper, with a novel approach, using the meshless radial point interpolation method, the effect function used to find the stress intensity factor (SIF) has been investigated in shaft with circumferential crack under impulsive bending load. For this purpose, firstly (in the consecutive time intervals until the bending moment has been stabilized), the stresses in the crack cross section were calculated by the Lagrangian Space-Time curve. Then by numerical analysis, displacement fields, strain, strees and values of stress intensity factors were found in shaft. The calculation and comparison of stress intensity factors due to; static, dynamic and impulsive loading show that the values of the SIF’s of impulsive loading are higher. The stress caused by this loading should be considered as a primary stress along with the stress associated with static loading. This results in more accurate results for the crack growth rate in the notched shaft there is a crack in notch root.