با توجه به کاربرد گسترده مواد کامپوزیتی در صنایع هوایی از جمله در پره ها، باله ها و سکان ها و اینکه این قطعات عموماً دارای اشکال خمیده می باشند، در این پایان نامه جدایش لایه ها در مد اول و دوم شکست تحت بارگذاری استاتیکی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف این پاین نامه مدلسازی یک نمونه کامپوزیتی خمیده و ارایه یک مدل عددی برای برآورد آهنگ رهایش انرژی تحت بارگذاری استاتیکی می باشد. بدین منظور پس از مدلسازی قطعه با استفاده از نرم افزار ansys انرژی انتشار ترک با استفاده از روشهای مختلف به دست آمده است. برای شبیه سازی نوک ترک از دو هندسه متفاوت استفاده شده و این دو روش با یکدیگر مقایسه شده اند. در مد دوم شکست، تیر در دو حالت تقعر رو به بالا و تقعر رو به پایین تحت بارگذاری قرار گرفته و نتایج حاصل با یکدیگر مقایسه شده اند. کلیه مدلسازی ها هم در حالت دو بعدی و هم در حالت سه بعدی انجام گرفته اند. نتایج به دست آمده نشانگر این مطلب می باشند که مدلسازی های دو بعدی از دقت لازم برای پیش بینی نرخ رهایش انرژی برخودار نیستند لذا برای پیش بینی نرخ رهایش انرژی کرنشی مدلسازی سه بعدی پیشنهاد می شود. هندسه نوع اول در شبیه سازی نوک ترک در مقایسه با هندسه نوع دوم از دقت کمتری برخوردار است. نحوه بارگذاری در مد دوم شکست (تقعر رو به بالا یا تقعر رو به پایین) تاثیر چندانی بر نتایج به دست آمده ندارد.

رفتار مکانیکی پیرامون انتهای ترک و ضرایب شدت تنش بحرانی در نوک ترک از فاکتور های مهمی هستند که باید در شبیه سازی و طراحی قطعاتی که دارای شکاف ذاتی یا احتمال ایجاد ترک در آنها وجود دارد، مورد توجه قرار گیرند. در این مطالعه تأثیر نیروی پیش بار پیچ و مهره بر روی مکانیزم شکست مود مرکب pmma بر مبنای آزمایش آرکان به روش تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به شکل خاص فیکسچر اصلاح شده آرکان، بوسیله این آزمایش امکان بدست آوردن نسبت مود های مختلف از طریق اعمال نیرو تحت زوایای مختلف و استفاده از یک شکل نمونه برای بدست آوردن تمامی پارامتر های شکست در حالت مود یک، مود دو و مود مرکب بسیار آسان است. دستیابی به نسبت مود های مختلف یک و دو، از طریق تغییر زاویه بارگذاری بین صفر تا 90 درجه امکان پذیر است. در این پایان نامه ابتدا ارتباط بین گشتاور پیچشی اعمالی به مهره و نیروی پیش بار با استفاده از کرنش های فشاری محوری ایجاد شده در یک بوش فولادی که بین مهره و ورق قرارگرفته، بدست آمده است، سپس سه سری تست عملی برای هر کدام از طول ترک های جانبی با اعمال نیروی کششی استاتیکی در راستاهای مختلف برای ایجاد مود خالص یک، مود خالص دو و مود ترکیبی شکست بر روی نمونه های مستطیل شکل که دارای ترک جانبی بوده و سوراخ اتصال در فاصله مشخص از انتهای ترک ایجاد گشته، انجام شده است. یک سری از این تست ها در حالت ترک دار ساده (simple crack) و دو سری دیگر در حضور پیچ و مهره مونتاژ شده با دو مقدار گشتاور مشخص انجام شده تا تأثیر عملی اعمال نیروی پیش بار پیچ و مهره بر مقاومت باقیمانده نمونه ها بدست آید. سپس نمونه و دستگاه اصلاح شده آرکان با استفاده از نرم افزار المان محدود ansys شبیه سازی شده و در شرایط مشابه تست های عملی تحت زوایای بارگذاری مختلف از صفر تا 90 درجه به نسبت هر 15 درجه، برای بدست آوردن ضرایب شدت تنش بی بعد در حالت های مود کششی خالص، برشی خالص و مرکب قرار گرفته است، که در نهایت فاکتور شدت تنش بی بعد موثر حاصل از این سه حالت با هم مقایسه شده اند تا اثر پدیده clamping روی این فاکتور مشخص شود. در انتها نتایج به دست آمده از تست های عملی و تحلیل های نرم افزاری حاکی از تأثیر قابل توجه نیروی clamping در کاهش فاکتور شدت تنش بی بعد موثر در مود های مختلف شکست و یا افزایش مقدار مقاومت باقیمانده در حالت بارگذاری مود مرکب در نمونه ها می باشد، که در نتیجه قطعه قابلیت تحمل بارهای کششی بیشتری را داشته و به عبارت دیگر در مقادیر بیشتری از بار اعمالی به قطعه، فاکتور شدت تنش موثر به حد بحرانی شکست می رسد.

در این پایاننامه شکست در اتصالات چسبی تحت بارگذاری در مود i (بازشدگی) و مود ii (برشی) مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته شده است. بدین منظور برای بررسی شکست در مود i از نمونه dcb استفاده شده است، طوری که این نمونه از اتصال دو بازوی کامپوزیتی و آلومینیمی ساخته شده است. جنس بازوی کامپوزیتی از فیبر کربن با رزین اپوکسی می باشد. برای تحلیل رفتار رشد ترک در مود ii نیز از نمونه enf استفاده شده است که در این حالت جنس نمونه ها همانند نمونه dcb می باشد. برای انجام آزمایش روی نمونه های enf، از تست خمش سه نقطه ای بهره گرفته شده که جهت انجام این آزمایش یک فیکسچر طراحی و ساخته شده است. جهت اتصال این دو ماده کامپوزیتی و آلومینیمی نیز از چسب اپوکسی استفاده شده است که این چسب ها از پرکاربردترین چسب ها در صنایع مختلف از جمله هوا فضا می باشد. سپس با استفاده از روشهای رایج در مکانیک شکست، نرخ رهایی انرژی کرنشی در مود بازشدگی و مود برشی بدست آمده است. با استفاده از مقادیر انرژی شکست، منحنی r یا منحنی مقاومت در برابر رشد ترک برای نمونه های مذکور محاسبه شده است. سپس با استفاده از حل عددی مقادیر انرژی شکست و نیز نرخ تغییرات انرژی شکست در پهنای نمونه ها محاسبه و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده اند. در حل اجزا محدود از دو روش vcct و روش انتگرال j استفاده شده است.

در این رساله دکتری، تحلیل ورق هدفمند پیزوالکتریک با در نظرگیری غیرخطی های هندسی به روش المان محدود مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. در این پایان نامه، رفتار غیرخـطی استاتیـکی ورق پیزوالکتـریک هدفمند با استفاده از روش المـان محدود مورد مطالعه قرار می گیرد. مواد پیزوالکتریک دارای این خاصیت هستند که با اعمال تغییر شکل در این مواد، ولتاژ ایجاد می شود و نیز برعکس با اعمال ولتاژ در این مواد تغییر شکل به وجود می آید. در نتیجه معادلات مشخصه آنها با مواد معمولی ایزوتروپ متفاوت خواهد بود. از طرفی به خاطر وجود تمرکز تنش در مواد پیزوالکتریک ایزوتروپ، استـفاده از مواد هدفمـند که در آنها تغییرات خواص به صورت تدریجی است، ضرورت می یابد. برای مدل کردن این تغییرات، که در این پژوهش فقط در راستای ضخامت ورق در نظر گرفته شده، از مدل توانی استفاده شده است. این تحلیل غیرخطی با استفاده از روش المان محدود انجام پذیرفته است. تنها غیرخطی های هندسی در این تحلیل مدنظر است. همچنین ورق در راستای عرضی ایزوتروپ فرض شده ولی در راستای ضخامت غیر ایزوتروپ بوده و خواص آن تغییر می کند. یک فرمول بندی جدید بر اساس اصل هامیلتون، برای به دست آوردن ماتریس سختی ورق پیزوالکتریک هدفمند ارایه شده است. ورق هدفمند پیزوالکتریک تحت بارگذاری استاتیکی بوده و شرایط مرزی مختلف برای آن در نظر گرفته شده است. نتایج مختلف به ازای بارگذاریهای متفاوت مکانیکی و الکتریکی به دست آمده است. نمودارهای خیز بر حسب ولتاژ، خیز بر حسب بار، ولتاژ بر حسب بار و فرکانسهای طبیعی به ازای شرایط مرزی مختلف نشان داده شده است.

ورق های ساندویچی نوع ویژه ای از مواد کامپوزیتی هستند که از اتصال دو صفحه نازک با استحکام مکانیکی بالا و یک هسته ضخیم ولی سبک و بااستحکام مکانیکی پایین به وجود می آیند. این هسته ها دارای انواع مختلف اند که هسته لانه زنبوری یکی از آن ها است. هسته های لانه زنبوری به دلیل شکل هندسی خود، برای پرکردن فضای بین دوپوسته از مقدار ماده کمتری استفاده می کنند که در نتیجه موجب سبکی کل سازه می گردند. توانایی هسته لانه زنبوری در مقابل نیروی فشاری، یک فاکتور موثر در بسیاری از کاربردهای ورق های ساندویچی است. بنابراین تاثیر پارامترهای هندسی لانه زنبوری بر روی وزن و تحمل نیروی فشاری می تواند نقش مهمی را در طراحی ها ایفا نماید. در پایان نامه رفتار مغز لانه زنبوری در برابر نیروی فشاری در راستای محور سلول مورد بررسی قرار گرفته است. تست این نمونه در بین دو صفحه فشارنده که توسط دستور سرعت کنترل می شود انجام پذیرفت. در ابتدا تغییرات مقاومت فشاری برای نمونه هایی با تغییرات ضخامت دیواره سلول و سایز سلولی ±30% ، با مدل سازی المان محدود در ابعاد کوچکتر از نمونه اصلی صورت گرفت. در این بخش مشخص گردید که کاهش سایز سلول و افزایش ضخامت دیواره هردو باعث افزایش مقاومت فشاری لانه زنبوری می شوند. سپس با استفاده از دو روش همگن و غیرهمگن مدل سازی کل لانه زنبوری صورت گرفت و ارتباط بین مدل سازی نمونه از ابعاد کوچکتر تا نمونه اصلی، بیان گردید و مشخص شد که در پیش بینی تنش میانگین استفاده از مدل کوچکتر با شبکه بندی ریزتر و در پیش بینی تنش بیشینه استفاده از مدل سازی کل نمونه به روش غیرهمگن دارای جواب های بهتری است. همچنین تاثیر وجود نقص اولیه بر مقاومت فشاری مورد بررسی قرار گرفت و مشخص گردید که باوجود نقص اولیه سازه مقاومت خود را به طور کامل از دست نمی دهد.

وجود ترک در اجزای یک ماشین شکست ماده را تسریع می کند. به همین دلیل رفتار مکانیکی پیرامون انتهای ترک باید مورد توجه قرار گیرد. در این مطالعه تاثیر نیروی پیش بار پیچ و مهره روی مکانیزم شکست پلی متیل متا کریلیت در مود یک، دو و ترکیبی به صورت تجربی و عددی بررسی شده است. برای آزمایش تجربی از فیکسچر اصلاح شده آرکان استفاده می شود. استفاده از این فیکسچر امکان به دست آوردن پارامترهای شکست در حالت مود یک، دو و مرکب را می دهد. با توجه به شکل خاص فیکسچر آرکان تغییر زاویه بارگذاری بین 0 تا 90 درجه امکان پذیر است. در بخش تجربی ارتباط بین گشتاور پیچشی اعمال شده و نیروی پیش بار با استفاده از یک بوش به همراه دو کرنش سنج که بین مهره و صفحه قرار می گیرد محاسبه می شود. برای انجام تست های تجربی از یک نمونه مستطیلی که دارای ترک عرضی است استفاده شده است. برای بدست آوردن مقاومت شکست در هر حالت نیروی کششی استاتیکی در راستاهای مختلف برای ایجاد مود خالص یک، دو و مود ترکیبی شکست اعمال می شود. نمونه ها به دو صورت بدون پیچ و پیچ دار می باشند، که در حالت پیچ دار برای ایجاد نیروی پیش بار از یک پیچ و دو پیچ استفاده می شود. در بخش عددی نمونه و فیکسچر اصلاح شده آرکان با استفاده از نرم افزار المان محدود انسیس شبیه سازی می شود و در شرایط مشابه تست های عملی قرار می گیرد و فاکتور های شدت تنش و مولفه های ثابت تنش در حالت های مود کششی خالص، برش خالص و مرکب بدست آمده و مقایسه می شوند تا اثر نیروی پیش بار و مولفه ثابت تنش روی فاکتور شدت تنش و فاکتور هندسی بی بعد مشخص شود. در انتها نتایج بدست آمده از تست های عملی و تحلیل های نرم افزاری حاکی از تاثیر قابل توجه نیروی پیش بار در کاهش فاکتور هندسی بی بعد در مودهای مختلف شکست و یا افزایش مقدار مقاومت باقیمانده می باشد. همچنین این نتایج تاثیر نیروی پیش بار بروی مولفه ثابت میدان تنش را نشان می دهد.

ارزیابی و بدست آوردن مشخصه های شکست نقش مهمی در بدست آوردن مود ایمن در اتصالات چسبی دارد. در این تحقیق شکست در مود i در اتصالات چسبی کامپوزیت / کامپوزیت و آلومینیم / آلومینیم مورد بررسی قرار می گیرد. برای دستیابی به این هدف نمونه dcb برای ارزیابی شکست مورد استفاده قرار می گیرد. در بارگذاری مود i (بازشدگی) برای چسباندن قطعات از چسب اپوکسی (ep4000) استفاده شده است که در صنایع هوافضا و خودروسازی کاربرد به سزایی دارد. روشهای تئوری تیر ساده (mbt) ، کالیبره کردن سستی (ccm) و اصلاح شده کالیبره کردن سستی (mcc) برای محاسبه نرخ رهایی انرژی کرنشی استفاده می شوند. نتایج تجربی بدست آمده از آزمایش با نتایج عددی بدست آمده از تحلیل المان محدود مقایسه می شود. نتایج المان محدود با استفاده از روش مدل کردن ناحیه چسب (czm) که به صورت سه بعدی مدل می شود بدست می آید. در نهایت به میزان تطابق نتایج عددی و تجربی خواهیم پرداخت.

موضوع بررسی تغییر شکل های پلاستیک ورق های فلزی ارتوتروپیک و سخت شوندگی آنها در حین تغییر شکل های بزرگ پلاستیک از اهمیت ویژه ای در صنایع خودروسازی هوا فضا و نظامی برخوردار است. به خصوص با افزایش قیمت جهانی مواد اولیه و هرچه سخت گیر انه شدن استانداردهای موجود در مورد مقاومت مواد مورد استفاده در صنایع مذکور تولید کنندگان تمایل بسیار بیشتری نسبت به هر چه دقق تر شدن تعیین رفتار ورق های فلزی جهت کاهش هزینه های تولید و استانداردسازی محصولات از خود نشان می دهند و به دلایل اقتصادی گوناگون به این مطلب توجه ویژه ای در ادبیات فن شده است. در این میان حل تحلیلی مساله چرخش محورهای ارتوتروپیک که نشان داه شده است به صورت ماکروسکوپیک نماینده چرخش سطح تسلیم و سخت شوندگی چرخشی می باشد به دلیل پیچیدگی این فرآیند کمتر مورد توجه محققین قرار گرفته است. بیشترین تمرکز در این زمینه معطوف به ارایه توابع هر چه دقیق تر تسلیم شده و تحقیات بسیاری در این زمینه انجم گرفته است. اما در سالهای اخیر با انتشار نتایج آزمایشگاهی در این زمینه و امکان ساده سازی های مختلف در این عرصه از علم مکانیک پژوهشگران تلاش های زیادی را جهت حل این موضوع به صورت تحلیل انجام داده اند. به دلیل نبود تیوری جامعی در مورد چرخش محورهای ارتوتروپیک ورق های فلزی حل عددی این فرآیند نیز چندان ساده به نظر نمی رسد. انجام آزمایش در این مورد نیز بسیار پرهزینه و زمان بر بوده و انگیزه برای انجام آن را کمتر کرده است . به دلایل فوق الذکر ارایه یک تیوری برای حل تحلیلی مساله چرخش محورهای ارتوتروپیک ورق های فلزی تحت بارگذاری کششی تک محوره خارج از محورهای ارتوتروپیک بسیار ضروری به نظر می رسد. موضوع اصلی این پایان نامه مدلسازی و حل تحلیلی فرایند چرخش محورهای ارتوتروپیک ورق های فلزی تحت بارگذاری کششی تک محوره خارج از محورهای ارتوتروپیک می باشد. ویژگی های خاص این پایان نامه را می توان به شرح ذیل خلاصه نمود. 1-حل تحلیلی و مدل کردن فرایند چرخش محورهای ارتوتروپیک ورق های فلزی تحت بارگذاری کششی تک محوره خارج از محورهای ارتوتروپیک با استفاده از یک روش شبه هندسی. 2-حل تحلیلی مدل کردن فرآیند چرخش محورهای ارتوتروپیک ورق های فلزی تحت بارگذاری کششی تک محوره خارج از محورهای ارتوتروپیک با استفاده از روش انرژی 3-تعیین زاویه تعادل یک ورق فلزی ارتوتروپیک با ارایه یک تیوری ساده، کاربردی کم هزینه و نیز استفاده از رابطه هیل (1950) که برای تعین مقادیر کمینه و بیشینه تنش در اثر بارگذاری فوق الذکر ارایه شده است. جهت یافتن زاویه تعادل. 4-مقایسه جهت و مقدار چرخش محورهای ارتوتروپیک ورق های فلزی ارتوتروپیک با مقادیر مشابه آن در جهت های اصلی نمو کرنش پلاستیک لازم به ذکر است در انجام پایان نامه از نرم افزار maple جهت حل تحلیلی برخی از دستگاه های جبری خطی و غیر خطی پیچیده نیز بهره گرفته شده است.

نخستین بار مواد مرکب (کامپوزیت) به صورت گسترده در زمان جنگ جهانی دوم در نیروی دریایی مورد استفاده قرار گرفت. ولی امروزه محصولات کامپوزیتی در صنایع مختلفی مانند هوافضا? اتوموبیل سازی? دریایی? نظامی? ورزشی? پزشکی? زیرساختارها و غیره به کار می-روند. به طور کلی مواد مرکب? موادی چند جزئی هستند که خواص آنها در مجموع از هر کدام از اجزا بهتر است. ضمن آنکه اجزای مختلف? کارایی یکدیگر را بهبود می بخشند fml (fiber metal laminates) ساختارهای ترکیبی هستند که از ترکیب لایه های frp(fiber reinforced plastic) و لایه های فلزی که در بین صفحات frp قرار می گیرند تشکیل شده اند. fml ها نسبت به چندلایه های کامپوزیتی دارای مقاومت خستگی و مقاومت در برابر ضربه بالاتری هستند. لذا امروزه به شدت مورد توجه قرار گرفته اند. پدیده برخورد روی سازه های کامپوزیتی امروزه یکی از مهمترین بخش های مورد توجه در بسیاری از صنایع می باشد. که به دو صورت کلی ضربه با سرعت پایین و ضربه با سرعت بالا تقسیم می شود. با افزایش موارد استفاده از مواد کامپوزیتی به علت خواص مادی قابل کنترل و وزن سبک? کاربردهای وسیعی در صنایع مختلف پیدا کرده اند. به علت کاربردهای بسیار فراوان آن در صنایع مختلف از جمله صنایع هوافضا? خودرو? سازه های دریایی و غیره، روشهای مختلفی در بررسی پدیده برخورد سرعت پایین روی اهداف کامپوزیتی وجود دارد. به علت کاربردهای بسیار فراوان آن در صنایع مختلف از جمله صنایع هوافضا? خودرو? سازه های دریایی و غیره، روشهای مختلفی در بررسی پدیده برخورد سرعت پایین روی اهداف کامپوزیتی وجود دارد. هدف از این پایان نامه، بررسی پارامتری عوامل موثر بر پاسخ پوسته fml تحت بار ضربه است.?

بروز ترکیدگی و نشتی در لوله های انتقال سیال در کشور امری رایج است. ترکیدگی در لوله ها بسته به جنس لوله و شرایط محیطی ممکن است ناشی از یک شکست ترد یا جوانه زنی ترک ها و رشد بعدی آنها بوده و یا بعلت خوردگی و تنش های اعمالی و همچنین صدمات مکانیکی باشد. در پژوهش حاضر با رویکرد بازسازی خطوط لوله انتقال آب با استفاده از وصله های کامپوزیتی پایه اپوکسی تقویت شده با الیاف شیشه، بهینه سازی چسبندگی وصله های کامپوزیتی بر سطح فولاد (به علت نقش کلیدی آن در موفقیت آمیز بودن بازسازی) مورد مطالعه قرار گرفت. ابتدا آزمون های سنجش چسبندگی کامپوزیت بر سطح فولاد در دو حالت بارگذاری کششی و برشی با سه نوع چسب با پایه سیانواکریلات، متااکریلات و اپوکسی به عنوان پلیمر واسط انجام شد. چسب پایه متااکریلاتی با استحکام چسبندگی بالا به عنوان پلیمر واسط انتخاب شد. برای بررسی تاثیر زبری سطح و نوع تمیز کننده، چهار نوع زبری با مش های 100، 220، 500 و پولیش به همراه دو نوع تمیز کننده استون و محلول finish مورد آزمایش استحکام چسبندگی قرار گرفتند. سطح پولیش با محلول finish به علت استحکام بالا انتخاب شد. با بهره گیری از روش تاگوچی بررسی رفتار پخت پلیمر واسط (چسب) در دماهای متفاوت و همچنین تاثیر پیش عملیات سیلان کاری روی سطح فولاد با سنجش استحکام چسبندگی انجام شد و شرایط بهینه هریک تعیین گردید. تاثیر افزودن نانوذرات al2o3، sio2 و tio2 بر استحکام چسبندگی و همچنین میزان خیس کنندگی سطوح مرزی توسط پلیمر واسط به ترتیب با آزمون های sls، tensile، t-peel و اندازه گیری زاویه تماس قطره آب بررسی شد. نتایج بهینه استحکام برشی و کششی به ازای 5/1 % نانوذرات al2o3 و sio2 و 3% نانو ذرات tio2 نشان داد که استحکام نهایی در برش به ترتیب 43 %، 47 % و 29 % و در کشش نیز به ترتیب 62 %، 59 % و 30 % افزایش می یابد. در حالیکه استحکام t-peel با افزایش میزان نانو ذرات کاهش یافت، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که افزایش نانو ذرات منجر به تغییر مورفولوژی مقطع شکست ازحالت نرم به حالت زبر شده است. با اعمال پیش عملیات سیلان کاری روی سطح فولاد و افزودن نانو ذرات با مقدار بهینه al2o3، tio2 و sio2 به پلیمر واسط استحکام نهایی چسبندگی sls، به ترتیب 11800 نیوتن، 12100 نیوتن و 10700 نیوتن حاصل شد که نسبت به حالت اعمال چسب با روش آماده سازی معمول و بدون بهینه سازی دما و زمان پخت و همچنین عدم حضور نانو ذره به ترتیب 223%، 231% و 193% افزایش داشته است. در نهایت با انجام آزمون هیدروستاتیک طی مراحل مختلف بهینه سازی استحکام چسبندگی، حد تحمل فشار آب سیستم های بازسازی از bar 18 به bar 62 افزایش یافت.

در این تحقیق مدل سازی نمونه کامپوزیتی در مد سوم شکست با انجام آزمایش پیچش و برآورد مقاومت آن در مقابل انتشار ترک بر مبنای انرژی، انجام یافته است. برای این منظورجهت ایجاد جدایش لایه ها در مد سوم شکست، نمونه کامپوزیتی رزین اپوکسی/ فیبر شیشه بافتی تحت بارگذاری پیچشی قرار گرفته است. با اعمال قوانین مکانیک شکست روی نمونه، جدایش لایه ها در مد سوم شکست به صورت عددی انجام شده و بر مبناء تئوری irwin-kies آهنگ رهایی انرژی کرنشی برآورد می شود. با استفاده از نرم افزارهای مهندسی مانند abaqus نمونه مدل سازی شده و آهنگ رهایی انرژی کرنشی برآورد می شود. در این تحقیق تحلیل عددی برای طول ترک های مختلف انجام و نتایج به دست آمده با یکدیگر مقایسه شده است. با توجه به نتایج به دست آمده مشاهده می شود که با افزایش طول ترک انرژی لازم جهت جدایش لایه ها کاهش می یابد. از نتایج دیگر مناسب بودن استفاده از روش fem برای تحلیل های عددی برای بررسی جدایش لایه ها در مد سوم شکست و به دست آوردن آهنگ رهایی انرژی می باشد. در این تحقیق یکی از نو-آوری های به کار گرفته شده ایجاد ترک اولیه در قسمت طولی نمونه ایجاد می باشد، که مشاهده رشد ترک را در حین آزمایش راحت تر می کند.

چکیده ندارد.

امروزه از جوشکاری به عنوان یکی از فرایند های اتصال دایمی در بسیاری از صنایع بدلیل دارا بودن راندمان بالا به طور گسترده ای جهت مونتاژ قطعات مختلف استفاده می شود.از طرفی جوشکاری باعث ایجاد تنشهای حرارتی بدلیل گرم و سرد شدن سریع در قطعه شده و منجر به بروز تنشهای پسماند و در نهایت اعوجاج در سازه های جوشی می شود و این امر تأثیر مستقیمی بر روی استحکام کمانشی سازه های جوشکاری شده دارد.کمانش حاصل از جوشکاری از جمله تغییر فرم های بزرگی است که بدلیل زیاد بودن مقدار کمانش و ناگهانی بودن وقوع آن از مشکلات برجسته و عمده جوشکاری می باشد.اعوجاج جوشکاری تنها در فرآیند مونتاژ مسئله ساز نیست، بلکه در کیفیت نهایی و افزایش هزینه ساخت تولیدات نیز تأثیر گذار است. بنابراین پیش بینی و کاهش اعوجاج حاصل از جوشکاری امری مهم و ضروری می باشد.در این تحقیق با استفاده از مدلسازی سه بعدی شرایط ترمو-الاستو-پلاستیک المان محدود (fem) با اعمال خصوصیات مکانیکی و حرارتی ماده، متغیر با دما به بررسی توزیع حرارتی و تغییر فرم کمانش محلی و کلی بر روی ورقهای نازک در اتصال تی (t) شکل و لب به لب (butt joint ) پرداخته شده است. همچنین از تکنیک تولد و مرگ المان وابسته به زمان جهت مدل کردن حرکت حوضچه مذاب استفاده شده است. با توجه به اینکه جوشکاری یک فرآیند ترمو مکانیکال می باشد با استفاده از روش کوپله، نتایج حاصل از آنالیز حرارتی گذرای غیر خطی در آنالیز سازه ای دخیل داده و به بررسی کمانش پرداخته شده است.کمانش محلی حین جوشکاری با بررسی نمودارهای تنش و تغییر فرم برحسب زمان تشخیص داده می شود، همچنین با استفاده از روش مقادیر ویژه به بررسی کمانش کلی قطعه بعد از سرد شدن پرداخته شده است. در نهایت با مقایسه نتایج حاصل از مدلسازی عددی و آزمایشات عملی به تأیید نتایج شبیه سازی پرداخته شده است.

جدایی پوسته ها از هسته یک مسئله اساسی در سازه های ساندویچی می باشد که می تواند به علت بعضی از نواقص ساخت یا به دلیل بعضی حوادث خارجی ایجاد شود. تحت یک بارگذاری مشخص، این منطقه ضعیف رشد کرده و در نهایت منجر به جدایی بین پوسته و هسته می شود که یکی از رایج ترین نوع نقص در سازه های ساندویچی می باشد. این جدایی بین لایه ای می تواند سبب کاهش شدید تحمل نیرو توسط سازه شود و تحت بارگذاری ضعیف تری نسبت به آنچه که انتظار می رود، دچار گسیختگی گردد. همچنین ترک در قطعات می تواند به دو دلیل ایجاد شود. یکی به دلیل ترک اولیه که در هنگام تولید قطعه ایجاد می گردد و دیگری ترک خستگی که در اثر پدیده خستگی اتفاق می افتد.برای مدل سازی انتشار ترک و تعیین پیشروی آن، از نظریه آهنگ رهایی انرژی کرنشی استفاده می کنیم. هدف اصلی بررسی ترک و مسئله جدایی پوسته از هسته و بدست آوردن میدان تنش در نوک ترک و اطراف آن می باشد تا بتوان رفتار ترک و جدایی را بررسی نمود و بررسی کرد که آیا این ترک و جدایی رشد می کند و یا ثابت باقی می ماند. در این رساله، با استفاده از نرم افزار المان محدود abaqus به مدل سازی ترک در سازه ساندویچی پرداخته شده است. این مدل سازی در چهار حالت صورت گرفته است. دو حالت برای تعیین آهنگ رهایی انرژی کرنشی برای ترک در هسته در مد اول و مد دوم شکست، و همچنین دو حالت برای جدایی پوسته از هسته در همین دو مد انجام شده است. در هر چهار حالت، ترک اولیه مش بندی شده و آهنگ رهایی انرژی کرنشی به روش های مختلف محاسبه گردیده و سپس به مقایسه نتایج با داده های تجربی، که سازگاری قابل قبولی را نشان می دهند، پرداخته شده است.