بررسي تغييرات ضريب شدت تنش با فاصله ترك از لبه بار گذاري در بارگذاري متمركز در ترك لبه اي

Investigation of the Intensity Stress Factor of the Un-Central Edge Cracks in the Semi-Infinite Plate with the Concentrated Load

تعيين توزيع تنش در نوك ترك و تعيين ضريب شدت تنش در آن، يكي از مباحث مطرح و مهم در مكانيك شكست مي باشد. در حقيقت براي بررسي شكست نمونه تحت بار هاي متغيير، پارامترضريب شدت تنش در نوك ترك يكي از معيار هاي اساسي مي باشد كه با چقرمگي ماده مورد بررسي مقايسه مي شود. همچنين توزيع تنش در نوك ترك بر حسب اين پارامتر ارايه مي شود. مقدار ضريب شدت تنش براي حالت هاي محتلف بار گذاري و هندسه هاي مختلف نمونه و ترك در استاندارد ها ارايه شده است. اما در تمامي اين حالت ها ترك در وسط ورق واقع شده است. هنگامي كه توزيع تنش يكنواخت در لبه هاي ورق وجود دارد، موقعيت ترك چندان تاثيري در مقدار ضريب شدت تنش نخواهد داشت، اما در بار گذاري هاي متمركز با دور شدن از محل اعمال بار توزيع تنش تغيير نموده و مقدار ضريب شدت تنش نيز تغيير مي كند. بنابراين تغييرات ضريب شدت تنش در ترك هاي واقع شده در نقاط غير مركزي يكي از مواردي است كه بايد مورد بررسي قرار گيرد. در اين تحقيق، رابطه اي براي تعيين ضريب شدت تنش در ترك لبه اي در بار گذاري متمركز بر حسب فاصله از لبه بار گذاري ارايه شده است. اين رابطه با استفاده از شبيه سازي از طريق نرم افزار آباكوس به دست آمده و سپس با استفاده از روابط تحليلي موجود، صحت سنجي شده است. تغييرات ضريب شدت تنش حاصل از شبيه سازي و تحليل به صورت توابعي بيان شده و در نهايت يك رابطه نوين در اين مورد در در نظريه شكست خطي و در محدوده الاستيك استخراج شده است. در نهايت، رابطه ارايه شده صحت سنجي شده است

The stress distribution on crack tips and the stress intensity factor on them are the main courses in the fracture mechanic. The stress intensity factor of the cracks with the different exited loads and geometries are listed in the tables of the standard book tables. In all of them, the cracks are located in the central position in the plates. In the case that, the exited load is concentrated the stress distributions is not uniform and vanish in the different point on the plate. Therefore, the stress intensity factor of the crack, changes with the displacement of the crack line from load. In this paper, the stress intensity factor calculated with the change of the crack displacement from load point. A new relation is introduced from the simulation results with the Abaqus. Also, the analytical solution was used from the linear fracture mechanic theory and Another function and relation were determined. These two relations from Abaqus and the analytical method were compared and finally more accurate relation was introduced as the relation of the stress intensity factor of the crack in term of the distance from point load