به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « ترک » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «ترک» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • حمید بایسته*
    تعمیر و تقویت لوله ها و مخازن تحت فشار با استفاده از مواد کامپوزیتی CFRP در سال های اخیر رشد چشمگیری داشته است که ازجمله مزایای آن ها می توان به سرعت نصب، امکان تعمیر در شرایط سرویس و همچنین هزینه پایین اشاره نمود. در بسیاری از موارد ازجمله تعمیر و تقویت لوله های تحت فشار امکان خارج کردن لوله از شرایط سرویس وجود ندارد که استفاده از برخی گزینه های تقویت نظیر جایگزینی قسمت آسیب دیده یا انجام جوشکاری بر روی لوله ی تحت سرویس را ناممکن می سازد. به همین دلیل استفاده از CFRP جهت تعمیر لوله های تحت فشار می تواند بسیار مفید باشد. بااین وجود اختلاف خواص مصالح فولادی و کامپوزیتی اثرپذیری آن ها را با چالش های جدی مواجه می نماید. در این تحقیق به بررسی تعمیر و تقویت لوله های دارای ترک طولی با تاکید بر حفظ فشار داخلی بهره برداری حین تعمیرات پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد که وجود فشار اولیه بهره برداری قبل از بستن CFRP ظرفیت لوله را تا حد زیادی کاهش می دهد. این کاهش ظرفیت به دلیل مشارکت کم CFRP در باربری در فشارهای پایین به دلیل اختلاف مدول الاستیسیته CFRP و فولاد است. بااین وجود نرخ کاهش ظرفیت در فشارهای اولیه بالا کاهش می یابد.
    کلید واژگان: لوله های تحت فشار, مخازن تحت فشار, ترک, تقویت لوله ها, CFRP}
    Hamid Bayesteh *
    In recent years, there has been a substantial growth in the utilization of CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) composite materials for repairing and reinforcing pipes. This method offers notable advantages, including rapid installation, the feasibility of implementation under service conditions, and cost-effectiveness. The repair and reinforcement of pressurized pipes, particularly in cases where taking the pipe out of service is not feasible, present challenges. Traditional options such as replacing damaged sections or welding on pipes in service become impractical. CFRP emerges as a valuable solution in such scenarios. Nevertheless, the distinct properties of steel and composite materials pose significant challenges to their efficacy. This research employs numerical modeling to investigate the repair and strengthening of pipes with longitudinal cracks under different internal pressures and service conditions. The findings indicate that the presence of initial pressure before applying CFRP diminishes the pipe's capacity. This reduction is attributed to the limited contribution of CFRP to load-bearing at low pressures, owing to the disparate modulus of elasticity between CFRP and steel. However, the rate of capacity reduction decreases with higher initial pressures, highlighting the complexities involved in effectively utilizing CFRP for repairing pressure pipes.
    Keywords: Pressurized Pipes, Pressurized Cylinders, Crack, Rehabilitation, CFRP}
  • حمید قاسمی میقانی*
    این مقاله به ارزیابی عددی یک عیب ترک در محل گوشه اتصال پوسته-نازل یک مخزن تحت فشار داخلی، مورد استفاده در صنعت نفت و گاز، با روش انتگرال- جی میپردازد. در ابتدا با استفاده از روش انتگرال دامنه سه بعدی و برای حالت الاستیک خطی، روابط مربوط به محاسبه انتگرال- جی بدست آمده است. مزیت متمایز استفاده از این انتگرال در مکانیک شکست، قابلیت آن در تخمین دقیق ضریب شدت تنش ترک در نقاطی دور از نوک آن، که در آنجا گرادیان تنش و کرنش بالاست، می باشد. روش مدل سازی در نرم افزار آباکوس به تفصیل تشریح شده است و قابل تعمیم به سایر نقاط هندسی در انواع مخازن و نیز اشکال دیگر عیوب ترک می باشد. به منظور راستی آزمایی مدل عددی، نتایج بدست آمده از آن با نتایج حل تحلیلی مقایسه شده است و انطباق خوبی بین دو دسته از جواب ها مشاهده می شود. بیشترین اختلاف مربوط به مقایسه نتایج مدل عددی با نتایج حاصل از WRCB-175 به میزان 30 درصد می باشد که ناشی از ملحوظ داشتن ضرایب تصحیح و ایمنی در WRCB-175 می باشد. همچنین استقلال از مسیر انتگرال-جی برای همگی کانتورهای اطراف ترک با مقدار خطای کمتر از 0.15% مشاهده گردید. به طور کلی، نتایج این تحقیق به بازرسین فنی و مهندسین ایمنی در صنعت نفت، گاز و پتروشیمی کمک خواهد کرد تا ارزیابی دقیق تری از وضعیت ایمنی و سلامت تجهیزات داشته باشند.
    کلید واژگان: انتگرال-جی, ترک, ضریب شدت تنش, آباکوس, روش اجزا محدود}
    Hamid Ghasemi Mighani *
    This paper implements the J-integral method to numerically analyze a crotch corner crack in the shell-nozzle junction of an internally pressurized cylindrical pressure vessel, which is used in oil and gas industry. Firstly, by using the three-dimensional domain integral method and for linear elasticity, the equations to calculate the J-integral have been derived. The distinct advantage of using this integral in fracture mechanics is its ability to accurately estimate the stress intensity factor of the crack at points far from its tip, where the stress and strain gradients are high. Secondly, the implementation of the methodology in Abaqus software is described in detail. The methodology can be extended to other locations of vessels and various types of cracks. In order to verify the model, numerical results have been compared with the analytical ones, and a good conformity between them was observed. In fact, the largest difference of 30% is due to correction and safety factors which are considered in WRCB-175. The path independence of the J-integral was also observed for all contours with the error less than 0.15%. In general, the outputs of this research will help inspectors and safety engineers involved in the oil, gas and petrochemical industry to make a more accurate assessment of the safety and health status of equipment.
    Keywords: J-Integral, Crack, Stress Intensity Factor (SIF), ABAQUS, Finite Element Method (FEM)}
  • میرمیثم نیک سیرت، غلامحسین رحیمی*، شهرام حسینی
    وجود ترک در مخازن حامل سوخت و خطوط لوله در مقابل بارهای متناوب، موجب رشد آن در ناحیه آسیب خواهد شد و فرآیند انتقال سوخت را با مشکل همراه خواهد کرد. استفاده از الیاف کامپوزیتی به منظور ترمیم ناحیه آسیب دیده می تواند به افزایش عمر سازه و قطعه منجر شود و مانع از بروز خرابی های بیشتر به هنگام تخلیه و سوخت گیری مجدد گردد. در این تحقیق برای نخستین بار یک مخزن فولادی تحت بارگذاری مونوتونیک با نرخ افزایش یک مگاپاسکال در دقیقه قرار گرفته است. معمولا جنس این نوع سازه ها از فولاد  API 5L X65  است و شرایط تعمیر مطابق با استاندارد ISO24817 و ASME PCC-2 صورت می گیرد. تحلیل عددی این سازه ها با توجه به نوع نقص موجود در آن و مقایسه آن با مخزن ترمیم یافته، می تواند شرایط مطلوب کاری را پیش بینی نماید. همچنین وجود ترک در این نوع مخازن با توجه به نوع خوردگی باعث تمرکز تنش بالا و تغییر شکل آن ها خواهد شد. استفاده از الیاف کامپوزیت و فضاساز باعث کاهش سطح تنش و جلوگیری از رشد ترک ناشی از خوردگی خواهد شد. از مزایای تعمیر به کمک الیاف کامپوزیت، می توان به عدم قطع جریان سیال داخل لوله هنگام تعمیر، نصب آسان، کاهش هزینه ها و همچنین ارتقاء ایمنی آن اشاره کرد. از این رو این روش، میزان تمرکز تنش را در ناحیه خوردگی کاهش می دهد.
    کلید واژگان: تعمیر با الیاف کامپوزیت, نقص, ترک, مخزن حامل سوخت, خوردگی}
    Mirmeysam Niksirat, Gholamhosein Rahimi *, Shahram Hosseini
    The presence of cracks in fuel vessels and pipelines against intermittent loads will cause them to grow in the damaged area and cause problems in the fuel transfer process. Using composite fibers to repair the damaged area can increase the life of the structure and part and prevent further damage during unloading and refueling. In this research, a steel tank is subjected to monotonic loading with an increase rate of 1 MPa per minute. The main material of these types of structures is API 5L X65 steel, and the repair conditions are made according to ISO24817 and ASME PCC-2 standards. Numerical analysis of these structures according to the type of defect in it and comparing it with the repaired tank can predict the optimal working conditions. Also, the presence of cracks in this type of tank due to the type of corrosion will cause a lot of stress concentration and change their shape. Using composite fibers and spacers will reduce the stress level and prevent the growth of cracks caused by corrosion. Among the advantages of repairing with the help of composite fibers are the non-interruption of fluid flow inside the pipe during the repair, easy installation, reduced costs, and improved safety. Therefore, this method reduces the stress concentration in the corrosion area.
    Keywords: Repair with composite fibers, Defects, cracks, Fuel Vessel, corrosion}
  • رضا رشمه کریم*، محمد جعفری، مهدی حیدری

    تحلیل و مدل سازی نحوه رشد ترک و آسیب در اجسام و سازه ها یکی از موارد مهم برای طراحی روش های جلوگیری رشد ترک و یا توقف آن جهت جلوگیری از وقوع شکست ناگهانی و در نتیجه افزایش عمر سازه ها می باشد. تا کنون تحقیقات گسترده ای در زمینه مدل سازی شکست، رشد ترک و آسیب در اجسام و سازه ها، توسط پژوهشگران صورت گرفته است. با وجود این پژوهش ها هنوز مشکلات زیادی در زمینه مدل سازی رشد ترک و آسیب در اجسامی که دارای نقاط منفرد و ناپیوستگی ها می باشند، وجود دارد. در سال های اخیر نظریه جدیدی تحت عنوان تیوری پری داینامیک برای مدل سازی و تحلیل چنین مسایلی ارایه شده است. چارچوب فرمول بندی تیوری پری داینامیک بر اساس معادلات انتگرالی می باشد. همچنین نقاط منفرد، ناپیوستگی ها و آسیب در جسم و مدل سازی آن ها به عنوان نوعی دیگر از تغییر شکل و جزیی از معادلات ساختاری این تیوری می باشند. در نتیجه می توان از تیوری پری داینامیک بطور مستقیم و بدون نیاز به روابط تکمیلی جهت مدل سازی رشد ترک در مسایلی که شامل نقاط منفرد و ناپیوستگی ها هستند، استفاده کرد. در این پژوهش به ارزیابی تیوری پری داینامیک مبتنی بر پیوند در تحلیل و مدل سازی آسیب در قطعه کار کامپوزیتی پلیمری تک لایه تقویت شده با الیاف تک جهته  کربن پرداخته شده است و نتایج حاصل از این پژوهش با نتایج منابع در دسترس مورد مقایسه قرار گرفته شده است. با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش می توان بیان کرد که تیوری پری داینامیک بخوبی و بدون تغییر درمعیار و بدون نیاز به روابط تکمیلی قادر به تحلیل و مدل سازی رشد ترک، آسیب و شکست در قطعه کار کامپوزیتی پلیمری تقویت شده با الیاف کربن می باشد. همچنین می توان بیان کرد که جهت الیاف در قطعه کار کامپوزیتی موردنظر تاثیر بسزایی بر آسیب و رشد ترک ایجاد شده در آن و نیروی وارد بر آن از طرف ابزار طی فرآیند ماشین کاری دارد.

    کلید واژگان: آسیب سطحی, ترک, کامپوزیت پلیمری تقویت شده با الیاف کربن, تئوری پری داینامیک}
    Reza Rashmehkarim*, Mohammad Jafari, Mahdi Heidari

    Analyzing and modeling damage and crack growth in bodies and structures is one of the important issues in designing methods to prevent crack growth or stop it in order to avoid sudden fracture and increase the lifetime of structures. Extensive research has been performed in the field of modeling fracture, crack growth, and damage in bodies and structures. However, there are still many problems in modeling crack growth and damage in bodies with points of singularity and discontinuities. In recent years, a new theory called peridynamic has been proposed to model and analyze such problems. The formulation framework of peridynamic theory is based on integral equations. In addition, points of singularity and discontinuities and damage in the body and modeling them are another type of deformation and part of the structural equations of this theory. As a result, the peridynamic theory is used directly, without the need for additional relations to model crack growth in problems involving points of singularity and discontinuities. In this paper, a bond-based peridynamic modeling for unidirectional carbon fiber reinforced polymer material(UDCFRP) orthogonal cutting process is proposed, and the corresponding composite material bond failure criterion is also investigated for better revealing the machining mechanism of UD-CFRP machining. From comparing between simulation and experimental results, it can be indicated that the peridynamic modeling is capable for predicting the chip formation and surface crack and damages in UD-CFRP machining.

    Keywords: Surface damage, Crack, CFRP Composite, Peridynamic Theory}
  • محمدمهدی شهیب*، پیمان یوسفی

    در این تحقیق، هدف تعیین ضریب شدت تنش در یک ورق ترک دار تحت بارگذاری حرارتی و مکانیکی است. برای این منظور به کمک کدنویسی در نرم افزارمتلب یک ورق با ترک میانی به روش هم هندسی بر اساس عملگر بیزییر، مدل سازی و المان بندی گردید. در این روش توابع پایه نربز با استفاده از عملگر بیزییر به صورت یک ترکیب خطی از چندجمله ای های برنشتاین تولید می شوند. استفاده از این عملگر موجب تولید المان های بیزییر با پیوستگی Co شده که چندجمله ای های برنشتاین بر روی این المان ها تعریف می شوند. جهت مدل سازی ترک از روش هم هندسی توسعه یافته استفاده شد. در این روش به کمک تعریف تابع مجموعه تراز مناسب، نقاط کنترلی که در طول ترک و نوک ترک وجود دارند شناسایی و استخراج شده اند. با غنی سازی نقاط کنترلی استخراج شده با توابع غنی ساز مناسب و اعمال شرایط مرزی، فرآیند تحلیل انجام شده و کرنش ها و تنش ها محاسبه گردیدند. در نهایت مقدار ضریب شدت تنش مد اول بر اساس روش انتگرال اندرکنش به دست آمد. برای بررسی صحت نتایج به دست آمده، تحلیل مشابهی به روش اجزا محدود انجام شد و نتایج حاصل از هر دو روش مقایسه شد.

    کلید واژگان: روش هم هندسی توسعه یافته, عملگر بیزییر, چند جمله ای برنشتاین, ترک, ضریب شدت تنش}
    MohammadMehdi Shoheib *, Peyman Yousefi

    In this research, an analysis of the stress and stress intensity factor in a cracked plate under thermal and mechanical loading is done. For this purpose, using MATLAB coding, a plate with a center crack was modeled by the isogeometric method (IGA) based on the Bezier extraction operator. In this method, NURBS basis functions are generated as a linear combination of Bernstein polynomials using the Bezier extraction operator. Using this operator Bezier elements with Co continuity (similar to elements of the finite element method) were produced and Bernstein polynomials are defined on these elements. In order to model the crack, the extended isogeometric method (XIGA) was used. In this method, the control points that exist along the crack and at the tip of the crack are identified and extracted using the proper level set functions. Therefore, there is no need to re-meshing or modify the elements. By enriching the extracted control points with appropriate enrichment functions and applying boundary conditions, the analysis process was carried out and the strains and stresses were calculated. Finally, the value of the first mode stress intensity factor was obtained based on the interaction integral method. To check the accuracy of the obtained results, a similar analysis was performed using the finite element method and the results obtained from both methods were compared. These studies showed that the considered isogeometric method provides more accurate solutions with a much smaller number of elements and computational costs.

    Keywords: Extended IGA method, Bezier extraction operator, Bernstein polynomial, Crack, Stress intensity factor}
  • پریسا قناتی*

    ترمیم چسبی ترک های موجود در سازه های فلزی از طریق چسباندن وصله، به دلیل مقاومت زیاد، سهولت و سرعت انجام کاربرد زیادی پیدا کرده است. بدیهی است که کارآیی این ترمیم متاثر از شکل وصله است. در این تحقیق به بهینه سازی شکل وصله با ضخامت ثابت، در ترمیم چسبی نامتقارن یک ورق آلومینیومی با ترک مرکزی، تحت کشش تک محوره عمود بر امتداد ترک، پرداخته شده است. بدین منظور از الگوریتم بهینه سازی توپولوژی بر پایه همگن-سازی توزیع چگالی انرژی کرنشی استفاده شده است. مدل اامان محدود سه لایه ای دوبعدی نبولسی و مال برای مدل سازی و تحلیل سیستم ترمیم به کار گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که کارآیی شکل بهینه حاصل از این الگوریتم در کاهش انرژی کرنشی آزاد شده در نوک ترک در واحد افزایش طول ترک، که یک معیار کارآیی ترمیم است، متاثر از ابعاد فضای هندسی اولیه طراحی نسبت به طول ترک، و حجم آن نسبت به حجم ماده وصله است. لذا با انتخاب مناسب فضای اولیه، شکل بهینه حاصل از این الگوریتم، هم از دیدگاه معیار کارآیی ترمیم و هم از دیدگاه ساخت مطلوب است.

    کلید واژگان: ترک, ترمیم چسبی نامتقارن, وصله, بهینه سازی توپولوژی, چگالی انرژی کرنشی, المان محدود}
    P. Ghanati

    Bonded repair of cracks by gluing patches in metal structures has been widely used due to high strength and speed, and easiness. Obviously, the efficiency of this repair is affected by the shape of the patch. In this research, the shape of the patch with constant thickness is optimized in the unsymmetric bonded repair of an aluminum plate with a central crack, under uniaxial tension perpendicular to the crack. For this purpose, a topology optimization algorithm based on the strain energy density homogenization has been used. The two-dimensional three-layer finite element model of Naboulsi and Maal has been used to model and analyze the repair system. The results show that the optimal shape efficiency of this algorithm in reducing the strain energy released at the crack tip per unit of crack extension is affected by the dimensions of the design initial geometric space relative to the crack length and its volume relative to the patch material volume. It is a efficiency criterion of repair. Therefore, with the appropriate selection of the initial space, the optimal shape of this algorithm is desirable both from the point of view of the repair efficiency criterion and from the point of view of construction.

    Keywords: Crack, Unsymmetric bonded repair, Patch, Topology optimization, Strain energy density, Finite element}
  • کریم جعفریان، محمدحسن کیهانی، محسن نظری*، بهادر قربان بخش

    در تولید نفت به روش های معمول مقدار زیادی از نفت اولیه در مخزن باقی می ماند. راه کارهای استخراج نفت باقی مانده در مخزن را ازدیاد برداشت می نامند. از جمله روش های مرسوم ازدیاد برداشت ، تزریق متناوب آب و گاز است که بررسی این روش تزریق در بستر متخلخل دوبعدی، کمتر مورد توجه بوده است. در این پژوهش تجربی دو بستر متخلخل، با استفاده از چاپگر سه بعدی ساخته شد که یکی ساده و دیگری دارای ترک افقی است. از سیالات گاز نیتروژن و آب، در سه سناریو، به صورت تزریق تنهای گاز، آب و تزریق متناوب هر دو، به منظور ازدیاد برداشت استفاده شده است. سپس با پردازش تصویر، میزان برداشت هر کدام از سناریوهای تزریق، محاسبه گردید. نتایج این مطالعه نشان می دهد که تزریق متناوب، در بستر ساده حدود 55 درصد محیط را جاروب می کند که این میزان بیش 6 برابر برداشت تزریق تنهای گاز و بیش از 5/2 برابر برداشت تزریق تنهای آب است. همچنین تزریق متناوب در بستر با ترک حدود 38 درصد محیط را جاروب می کند که این میزان بیش از 5/2 برابر هرکدام از دیگر تزریق ها است. علت تفاوت برداشت در دو بستر در تزریق متناوب، تاثیر منفی وجود ترک است. همچنین دلیل تفاوت تزریق متناوب و تزریق های تنها را می توان در نمودار اختلاف فشار یافت.

    کلید واژگان: نفت, ازدیاد برداشت, محیط متخلخل, ترک, تزریق متناوب}
    Karim Jafarian, MohammadHasan Kayhani, Mohsen Nazari *, Bahador Ghorbanbakhsh

    Large amounts of oil remain in the reservoir in conventional oil production. Strategies for extracting residual oil in the reservoir are called enhanced oil recovery(EOR). One of the usual methods of EOR is the WAG injection. The study of this injection method in a two-dimensional porous medium has been less considered. In this study, two porous mediums are made using a 3D printer. One is simple(S), and the other has a horizontal fracture(F). Nitrogen gas and water have been used in three different scenarios, in the form of a single injection of gas, a single injection of water, and the alternating injection of both, in order to increase the oil recovery. Then, by image processing, the recovery rate of each injection scenario is calculated. This study shows that the WAG injection in S sweeps about 55% of the media, which is more than 6 times the injection of gas alone and more than 2.5 times the injection of water alone. WAG injections in the F also sweep about 38% of the media, which is more than 2.5 times than the other injections scenario. The reason for the difference in recovery rate between the two media in WAG injection is the negative impact of fracture. Also, the difference between WAG injection and single injections can be found in the pressure gradian diagram.

    Keywords: Oil, EOR, Porous medium, Fracture, WAG injection}
  • رضا ناظم نژاد*، حسن شکراللهی
    هدف این پژوهش، بررسی تاثیر انرژی سطح بر ارتعاشات آزاد محوری نانومیله های تابعی مدرج ترکداری است که بر اساس تیوری رایلی میله ها مدل شده اند. در تیوری رایلی، اثر اینرسی جابجایی های جانبی علاوه بر اینرسی محوری در نظر گرفته می شود. فرض شده است جنس نانومیله در راستای طول خود تابعی مدرج باشد و بر اساس رابطه توانی تغییر نماید. ترک نیز، با یک فنر خطی که سفتی آن متناسب با شدت ترک می باشد مدل شده است. انرژی سطح نیز شامل تاثیر پارامترهای چگالی سطح، تنش سطح و ثابت لامه سطح می باشند. بدلیل در نظر گرفتن اثر پارامترهای انرژی سطح، معادلات حرکت و شرایط مرزی بصورت ناهمگن ظاهر شده اند که به منظور حل آنها، ابتدا با استفاده از یک تغییر متغیر مناسب، تبدیل به معادلات همگن شده اند. سپس با استفاده از روش مربعات دیفرانسیل هارمونیک، فرکانس های طبیعی به ازای دو شرط مرزی گیردار-گیردار و گیردار-آزاد استخراج شده اند. علاوه بر نوع شرط مرزی، تاثیر عواملی مانند طول و شعاع نانومیله، شدت و محل ترک، و شماره مود فرکانسی بر فرکانس های طبیعی نانومیله تابعی مدرج ترکدار در حضور انرژی سطح بررسی و گزارش شده است.
    کلید واژگان: تئوری رایلی میله ها, ترک, انرژی سطح, ارتعاشات آزاد محوری, مواد تابعی مدرج}
    R. Nazemnezhad *, H. Shokrollahi
    The aim of this research is investigation of surface enerfy effet on free axial vibration of cracked functionally graded nanorods modelled based on the Rayleigh theory of rods. In Rayleigh theory, the effect not only of the axial inertia but also of the inertia of lateral motions are considered. It is assumed that the material of nanorod is functionally graded in its length direction and varies as power low relation. The crack is also modelled as a linear spring in which its stiffness is proporsional to crack severity. The surface energy is included effects of the surface density, surface stress and surface Lame constants parameters. Due to considering the effect of surface energy parameters, the governing equations of motions and corresponding boundary conditions become inhomogeneous in which to solve them, they are converted to homogeneus ones using an appropriate change of variable, firstly. Then, the natural frequencies of fixed-fixed and fixed-free nanorods are extracted using the method of harmonic differential quadrature. In addition to type of boundary condition, effects of parameters like length and radius of nanorod, severe and location of crack, and mode number on natural axial frequencies of cracked functionally graded nanorods in presence of surface energy are investigated.
    Keywords: Rayleigh Theory, Crack, Surface Energy, Free Axial Vibration, functionally graded materials}
  • افشین فتحی، حسام مکوندی*
    شکست های ناگهانی در سازه ها یکی از نتایج وجود عیوب در قطعات است که آسیب های فراوان اقتصادی و جانی را منجر شده است. از آنجا که ایجاد و رشد ترک ها می تواند منجر به شکست در قطعات گردد لذا محققین بسیاری به بررسی روش هایی جهت تشخیص وجود ترک در سازه نموده اند. با توجه به کاربرد گسترده لوله ها در صنایع مختلف، بازرسی لوله ها یکی از مسایل بسیار مهم در صنعت است. هدف از انجام این پژوهش، ارایه روشی جهت تشخیص ترک (عمق و مکان ترک) در لوله های تحت فشار به کمک تحلیل مودال می باشد. در این جا از روش کوادراتور دیفرانسیلی به منظور حل مسیله استفاده شده است. به این منظور ابتدا با محاسبه فرکانس های طبیعی ارتعاشات سازه معیوب، تاثیر خصوصیات ترک بر ارتعاشات سازه مورد بررسی قرار گرفته و پس از آن با استفاده از الگوریتم بهینه سازی شاهین هریس، به جستجوی محل و عمق ترک با استفاده از فرکانس های ارتعاشات لوله پرداخته می شود. بررسی نتایج بدست آمده برای لوله های ترک دار تحت فشار سیال موید صحت و دقت مناسب روش ارایه شده برای حل مستقیم و معکوس می باشد.
    کلید واژگان: ترک, فرکانسهای طبیعی, لوله تحت فشار, الگوریتم شاهین هریس}
    Afshin Fathi, Hesam Makvandi *
    Sudden failure in structures is one of the results of the presence of defects in parts, which have led to many economic and human damages. Since the creation and growth of cracks can lead to component failure, many researchers have investigated methods to detect the presence of cracks in the structure. Due to the widespread use of pipes in various industries, inspection of pipes is one of the most important issues in the industry. The purpose of this research is to provide a method for crack detection (investigating crack depth and location) in pressurized pipes using modal analysis and differential quadrature method. For this purpose, first calculating the natural frequencies of the vibrations of the defective pipe, the effect of the characteristics of the crack on the vibrations of the structure is investigated, then using the Harris hawk optimization method, the location and depth of the crack is calculated using the frequencies of the cracked pipe vibrations. Examining the results obtained for cracked pipes under fluid pressure confirms the correctness and accuracy of the presented method for direct and inverse solution.
    Keywords: Crack, Natural Frequencies, Pressurized pipe, Harris hawk}
  • حسن سیار، رامین ملاحمزه زاده، محمد حسین کرانی، محمد آزادی*

    در این مطالعه، یک پژوهش با شبیه سازی عددی استوانه جدار ضخیم با بارگذاری چرخه ای حرارتی- مکانیکی انجام شده است. شرایط مرزی اعمال شده مشابه لوله سلاح در هنگام شلیک مداوم است. چهار شرط تنشی در دمای 25-950 درجه سانتیگراد و فشار 100-350 مگاپاسکال در طول چرخه بارگذاری مورد بررسی قرار گرفته است. شرایط عبارتند از اول بارگذاری حرارتی- مکانیکی بدون اتوفرتاژ و بدون ترک، دوم حرارتی- مکانیکی با اتوفرتاژ بدون ترک، سوم بارگذاری حرارتی- مکانیکی در لوله دارای ترک بدون اتوفرتاژ با افزایش طول ترک و چهارم بارگذاری حرارتی- مکانیکی در لوله اتوفرتاژ شده دارای ترک با افزایش طول ترک. مقایسه نتایج حاصل از مدل های شبیه سازی لوله اتوفرتاژ شده و بدون اتوفرتاژ دارای اطلاعاتی در مورد گسترش کرنش ها و تنش ها در لوله است. مواد مورد مطالعه در لوله، فولاد ST50 و کامپوزیت زمینه فلزی SiC/Ti-24Al-11Nb در سه نسبت قطر 25، 50 و 75 درصد به یکدیگر است. گرایش کلی بارگذاری در لوله اتوفرتاژ شده منجر به اثر نرم شدن سطح لوله می شود. این پدیده به عنوان کاهش سختی سطح داخلی لوله مشاهده می شود. همچنین حداکثر تنش ناشی از چرخه ترمومکانیکی تا عمق 9 میلی متر برای لوله با طراحی ترکیبی وجود دارد و پس از آن تغییرات حداقلی است. این عمق فعال برای شروع ترک است.

    کلید واژگان: استوانه جدار ضخیم, اتوفرتاژ, کامپوزیت زمینه فلزی, شبیه سازی عددی, ترک}
    Hassan Sayar, Ramin Molahamzezadeh, Mohammad Hossein Korani, Mohammad Azadi *

    The goal of this study is to analyze the interplay of mechanical and thermal properties and the applied thermomechanical cyclic load combined with the fatigue crack numerical simulation of a thick cylinder. The applied boundary conditions are similar to the working gun barrel during continuous firing. Four stress conditions in 25-950°C and 100-400 MPa pressure has been investigated. Conditions include first, without autofrettage and cracking; second, with autofrettage and without cracking; third, without autofrettage and with cracking; and fourth with autofrettage and with cracking has been investigated. A comparison of the results obtained from simulated models of the autofrettaged and non-autofrettaged barrels has information about the evolution of strains and stresses in the barrel at different points under thermo-mechanical loading cycles in both cases. The materials in the barrel were ST50 steel and SiC/Ti-24Al-11Nb metal matrix composite in three different diameter ratios. The results showed that autofrettage softened the inner surface of the barrel. This phenomenon was seen as a decrease in the hardness of the inner surface of the barrel. The maximum stress of thermomechanical cyclic loading there was until 9 mm of depth. This depth is the active length of crack propagation.

    Keywords: Thick-Walled Cylinder, Autofrettage, Metal-Matrix Composite, Numerical Simulation, Crack}
  • بهروز آرین نژاد، شهرام شهروئی*، محمد شیشه ساز

    گسسته سازی دامنه های تحلیل در مسایل دارای هندسه پیچیده یا بی قاعده از طریق معادلات انتگرالی نیازمند انتخاب روش های عددی مناسب، معرفی نقاط گاووسی و گره ای با توزیع مطلوب، توابع پایه و وزن، تعیین روش تقریب زنی یا درونیابی است. جملات ناهمگن، شرایط مرزی هندسی و بارگذاری خاص ناشی از شبیه سازی مدل فیزیکی رخداد ها به مدل ریاضی، کارآیی برخی روش ها را کاهش می دهد. در این میان روش بدون المان درونیابی نقطه ای شعاعی در زمره روش های عددی بدون المان جدید به شمار می آید. در این روش، درکنار توابع چند جمله ای با امکان غنی سازی آنها، می توان از تابع پایه شعاعی که منجر به تبدیل دامنه های نامتناهی به دامنه ای متناهی فرضی برای رفع تکینگی می شود، نیز استفاده نمود. در این تحقیق مروری ضمن بیان تیوری این روش عددی تا حد امکان به بیان سیر تکامل، بهبود و بکارگیری آن در بحث مکانیک شکست پرداخته و درنهایت ضمن بیان مزایا و معایب این روش طرحواره های پیشنهادی جهت تکمیل و ادامه مطالعات مطرح می گردد.

    کلید واژگان: روش بدون المان, درونیابی نقطه ای شعاعی, ترک, مکانیک شکست}
  • هادی بشیرنژاد دهقان، محمدباقر نظری، مسعود مهدی زاده رخی*
    در این مقاله، رفتار یک ترک ساکن در محیط محدود انتشار- ترموالاستیسیته تعمیم یافته تحت شوک دمایی و غلظت بررسی شده است. ترک با استفاده از روش المان محدود توسعه یافته مدل سازی و ضرایب شدت تنش با بکارگیری روش انتگرال برهم کنش استخراج شده اند. برای مطالعه پدیده انتشار گرما و غلظت از تیوری های تعمیم یافته گرین - نقدی و غیرفیک استفاده شده است. روش المان محدود توسعه یافته برای گسسته سازی معادلات در فضا و روش ضمنی نیومارک جهت انتگرال گیری زمانی مورداستفاده قرارگرفته است. برای بارگذاری های مختلف (شوک گرمایی و غلظت)، ضرایب شدت تنش، توزیع دمای نوک ترک و توزیع انتشار نوک ترک مطالعه شده است. همچنین اثر سرعت موج تنش، موج غلظت و موج دما بر روی ضرایب شدت تنش برای ترک های مستقیم و مایل بررسی شده است. مشاهده می شود برای برای حالتی که سرعت موج تنش و موج دما یکسان و بیشتر از سرعت موج غلظت است افزایش ضریب شدت تنش سریع تر و بیشتر از حالت های دیگر است.
    کلید واژگان: انتشار-ترموالاستیسیته تعمیم یافته, تئوری گرین نقدی, تئوری غیر فیک, ترک, ضرایب شدت تنش}
    H. Bashirnezhad Dehghan, M. B. Nazari, M. Mahdizadeh Rokhi *
    In this paper, the behavior of a stationary crack in a generalized diffusion-thermoelasticity medium under temperature and concentration shock has been investigated. Cracks have been modeled using the extended finite element method and stress intensity factors have been obtained using the interaction integral method. To study the phenomenon of heat dissipation and concentration, generalized Green-Naghdi and non-Fickian theories have been used. The extended finite element method has been developed to discrete equations in space and the Newmark implicit method has been used to calculate time integrals. For different loads (heat shock and concentration), stress intensity factors and temperature and concentration distribution at the crack tip have been studied. The effect of stress wave velocity, concentration wave and temperature wave on stress intensity factors for straight and oblique cracks has also been investigated. It is observed that for the case where the speed of the stress wave, and the temperature wave are the same and greater than the speed of the concentration wave, the increase of the stress intensity factors is faster and higher in other states.
    Keywords: Diffusion - Generalized Thermoelasticity, Green-Naghdi Theory, non-Fickian theory, Crack, stress intensity factors}
  • محمدحسین تبار مرزبالی*، سعید حسنی، هدی مشایخی، ولی الله مشایخی

    یاتاقان ها یکی از مهمترین اجزای است که در پیشرانه های ماشین های الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد. تشخیص و دسته بندی موثر و زودهنگام خطای یاتاقان برای نگهداری پیشرانه یک سیستم الکترومکانیکی بسیار حایز اهمیت خواهد بود. با پیشرفت در سیستم های اندازه گیری و دیجیتال، داده های گسترده و حجیم به صورت زمان-حقیقی در ماشین های الکتریکی در دسترس خواهد بود. با توجه به اینکه تشخیص خطا به کمک روش های مرسوم پردازش سیگنال از سیگنال استخراج شده ممکن است به دلایل مختلفی همچون سطح اغتشاش، فرکانس های طبیعی سیستم، اشباع هسته، شدت خطا و میزان گشتاور مقاوم امکان پذیر نباشد، روش های یادگیری عمیق در این راستا مورد توجه قرار گرفته اند. در این مقاله شبکه عمیق یادگیری سری زمانی برای پایش وضعیت یاتاقان در ماشین های الکتریکی به منظور دسته بندی و شناسایی نوع خطا استفاده شده است. نتایج به دست آمده با روش های موجود و مرسوم بر روی داده های عملی مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از داده های عملی نشان می دهد که روش یادگیری عمیق ارایه شده با دقت بالای 90 درصد امکان شناسایی و دسته بندی خطای یاتاقان را داراست.

    کلید واژگان: خطای مکانیکی, شکستگی, ترک, یاتاقان, پایش وضعیت}
    M. Hosein tabar Marzebali *, S. Hasani, H. Mashayekhi, V. Mashayekh

    Bearings are one of the main components used in the drive-train of electrical machines. Early fault diagnosis and classification of bearing fault for maintenance of electromechanical system are very important. With progresses in measurement and digital systems, extensive range of real-time data can be available in electrical machines. Since fault diagnosis based on signal processing methods from extracted signals may not be possible due to different reasons such as noise level, natural frequencies of system, saturation of core,, severity of fault and load torque, deep learning methods have been considered in recent years. In this paper, time series deep learning method for condition monitoring of bearing in electrical machine for the purpose of detection and classification of fault is considered. Obtained results by means of proposed method have been compared with pervious techniques. Experimental results show that proposed deep learning method can detect and classify bearing fault with accuracy above 90%.

    Keywords: Mechanical Fault, Fracture, Crack, Bearing, Condition Monitoring}
  • میلاد عظیمی*، صمد مرادی

    در این مقاله رفتار ارتعاشات آزاد، اجباری و پایداری یک سازه انعطافپذیر بلند ترک دار با پایه دوار با استفاده از روش هوموتوپی پرتوربیشن بررسی شده است. ترک در مسئله حاضر با استفاده از المان فنر پیچشی بر روی سازه ای که از تیوری اویلر برنولی تبعیت میکند مدلسازی شده است. معادلات غیرخطی حرکت سیستم با لحاظ تغییرشکلهای خارج صفحه ای و نیروهای گریز از مرکز و با بکارگیری حساب تغییرات و روش مودهای فرضی استخراج شده است. با اعمال روش گلرکین بعد زمانی به صورت یک معادله دیفرانسیل مرتبه دوم غیرخطی در حوزه زمان تبدیل میشود. نتایج به ازاء تغییر پارامترهایی از جمله سرعت دوران، موقعیت و سفتی ترک در قالب نمودارهای پاسخ زمانی، نمودار فازی و دوشاخگی بررسی و تحلیل شده است. نشان داده شده است که با افزایش سرعت زاویه ای، یک نیروی کششی در امتداد محور سازه ایجاد شده که منجر به استحکام تیر ترکدار، حرکت نمودار دوشاخگی بسمت راست و تغییر رفتار غیرخطی سیستم میشود.

    کلید واژگان: مودهای فرضی, ترک, هوموتوپی پرتوربیشن, ارتعاشات غیرخطی, تحلیل پایداری}
    Milad Azimi *, Samad Moradi

    The free and forced vibration analysis of a rotating large flexible structure with a single crack is investigated using the Homotopy Perturbation Method (HPM). The crack is modeled with a torsional spring element on a structure that follows the Euler-Bernoulli theory. The nonlinear equations of motion of the co-rotational system considering centrifugal forces are derived using the calculus of variation and the Assumed Mode Method (AMM). Applying the Galerkin method, the spatial domain is extracted and the time domain is transformed into a second-order nonlinear differential equation. The results of time response, phase plane, and bifurcation diagrams for different functional parameters variations such as base angular velocity, crack position and stiffness have been analyzed. Moreover, it is shown that as the base angular velocity increases, a tensile force appears along the cracked structure axis, stiff it, and shifts the backbone to the right, this can highly affect the nonlinear features of the system.

    Keywords: Assumed Mode Method, Crack, Homotopy perturbation, Nonlinear Vibration, Stability Analysis}
  • مجتبی طهماسبی، حمیدرضا حیدری*
    یکی از متداول ترین عیوب در تجهیزات دوار ترک است. ایجاد و رشد ترک می تواند منجر به خسارات جبران ناپذیر و همچنین بروز ارتعاشات ناخواسته در تجهیزات دوار گردد. از طرفی افزایش میرایی سیستم، یکی از کاربردی ترین راه حل ها جهت کنترل ارتعاشات در تجهیزات دوار است. یکی از روش های مورد توجه برای افزایش میرایی، استفاده از دمپر های فیلم فشرده است. با وجود کارایی زیاد این المان ها در کنترل دامنه و میرا نمودن ارتعاشات سیستم، رفتار غیرخطی آن ها، محدودیت های بسیاری را در بکارگیری این تجهیزات بوجود آورده است. در این مقاله، تحلیل دوشاخگی روتور انعطاف پذیرهمراه دمپر فیلم فشرده رینگ شناور با فنر جانب مرکز، با در نظر گرفتن وقوع کاویتاسیون در فیلم روغن دمپر و ترک عرضی در محور بررسی شده است.
    کلید واژگان: ترک, دمپر فیلم فشرده, رینگ شناور, دوشاخگی, ارتعاشات غیرخطی}
    Mojtaba Tahmasebi, Hamidreza Heidari *
    One of the most common defects in rotary equipments is cracks. Creation and growth ofcracks can cause irreparable damages as well as occurrence of unwanted vibration in rotatingequipments. On the other hand, increasing the damping of the system is one of the mostpractical solutions to control vibrations in rotating equipment. One of the most importantmethods to increase the damping is the use of squeeze film dampers. Despite the highefficiency of these elements in controlling the amplitude and damping of system vibrations,their nonlinear behavior has created many limitations in the use of this equipment.In this paper, the bifurcation analysis of a flexible rotor with a floating-ring squeeze filmdamper with centralizing spring and considering the occurrence of cavitation in the damper oilfilm and transverse cracks in the shaft is been investigated.
    Keywords: crack, Squeeze Film Damper, Floating ring, Bifurcation, Nonlinear vibrations}
  • امید سام دلیری، محمدرضا فراهانی*

    اتصالات چسبی در سازه های مهندسی بویژه درصنایع دریایی، هوافضا، خودروسازی، نفت و گاز به کار می روند. با توجه به اینکه اتصال ضعیف ترین بخش یک سازه مهندسی محسوب می شود، احتمال شکست از محل اتصال چسبی بالا است. بنابراین، پایش وضعیت اتصال چسبی از اهمیت ویژهای برخودار است. هدف از این مقاله، پایش وضعیت آسیب در اتصال چسبی تک لبه با استفاده از نانولوله های کربنی چند جداره است. این کار با روش ثبت تغییرات مقاومت الکتریکی طی بارگذاری مکانیکی انجام شده است. این انتشار آسیب به صورت انتشار ترک در اتصال چسبی مشاهده شده است. در ابتدا نانولوله های کربنی چند جداره با 9 درصد وزنی با استفاده از دستگاه آلتراسونیک درون رزین اپوکسی پراکنده شدند. پس از اضافه نمودن سخت کننده، ماده بدست آمده بلافاصله درون قالب اتصال چسبی تک لبه ریخته شد. اتصال چسبی معیوب با سطح عیب %10، %30 و %70 و با عیب های دایره ای و مربعی ساخته شد. این نمونه ها تحت آزمون کشش، قرار گرفته و پاسخ مقاومت الکتریکی آن تحت بارگذاری برشی ثبت شد. نتایج نشان داد که بیشترین تغییرات کلی مقاومت در نمونه اتصال چسبی با اندازه عیب 30 درصد مربعی اتفاق افتاده و بخش زیادی از پیشرفت آسیب به صورت انتشار ترک در چسب رسانا مشاهده شد. نتایج بدست آمده نشان داد که زمانی که بخش بزرگی از ترک درون چسب و بخش اندکی از آن در مرز عیب رشد می کند، بیشترین تغییرات کلی مقاومت مشاهده می شود.

    کلید واژگان: پایش وضعیت, ترک, نانولوله های کربنی چند جداره, اتصالات چسبی, تغییرات مقاومت الکتریکی, حسگر}
    Omid Sam Daliri, Mohammadreza Farahani *

    Adhesive joints have been employing in engineering structures such as marine, aerospace, automotive, oil and gas industry. Since the joints are the weakest part of engineering structures, the fracture possibility in adhesive joint is high. Therefore, structural health monitoring of adhesive joint is an important issue. The aim of this paper was condition monitoring of damage in the single lap adhesive joint by multiwall carbon nanotubes. This work is carried out by recording the electrical resistance change during the mechanical loading. This damage propagation is observed as a crack extension in adhesive joint. Firstly, MWCNTs with 9 wt.% are dispersed in an epoxy resin by ultrasonic device. Then, the hardener is added to the nonoadhesive. The obtained material is immediately poured into single lap adhesive joint mold. The defective adhesive joints were manufactured with circular and square defects in different sizes i.e. 10%, 30% and 70% overlap area. The specimen is subjected to tensile test and electrical resistance change are recorded during the shear load. The results showed that the maximum value of relative resistance change is occurring in the adhesive joint comprises of square defect with 30% overlap area of defect. In this situation, the crack was propagated in nanoadhesive and a small part of a crack was extended from defect boundary.

    Keywords: Condition Monitoring, Multiwall Carbon Nanotube, Adhesive Joint, Electrical Resistance Changes, Sensor}
  • کرامت ملک زاده فرد، علیرضا پورموید*، علیرضا رحیمی
    در این پژوهش، تحلیل دینامیکی تیر ضخیم هدفمند مرکب با وجود ترک عرضی به کمک تیوری تیموشنکو و تیوری مرتبه بالای تغییر شکل برشی مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات بنیادی و شرایط مرزی تیر هدفمند مرکب و ضخیم با استفاده از تیوری های تیموشنکو، ردی و همچنین اصل کمینه سازی انرژی سیستم به دست آمده است. فرض شده است خواص مکانیکی غیر همگن تیر به صورت تابعی از ضخامت به صورت تابع توانی که در آن ضخامت تیر متغیر است، باشد. همچنین شرایط مرزی دوسرگیردار در نظر گرفته شده است. با توجه به این شرایط، جواب فرم بسته برای فرکانس های طبیعی تیر هدفمند مرکب با وجود ترک به دست آمده است. در ادامه نتایج مورد تحلیل قرار گرفته و با نتایج سایر پژوهش ها و نرم افزار آباکوس مورد صحت سنجی قرار گرفت. در نهایت نتایج نشان داد که درصد بهبود جواب حاصل از تیوری مرتبه سوم برشی ردی نسبت به تیوری تیموشنکو برای تیر ضخیم حدود 24 درصد می باشد و برای تیر نازک جواب ها به هم نزدیک می شوند.
    کلید واژگان: تیر هدفمند مرکب, ترک, تئوری مرتبه بالای تیر, روش ریتز}
    K. Malekzade Fard, A.R. Pourmoayed *, A.R. Rahimi
    In this research, the dynamic analysis of composite functionally graded thick beam despite transverse cracking with the help of Tymoshenko theory and higher - order shear deformation theory has been studied. The governing equations and boundary conditions for composite functionally graded beam and thick using Timoshenko and Reddy theories and also, the principle of system energy minimization has been obtained. It is assumed that the inhomogeneous mechanical properties of the beam as a function of thickness as a function of power in which the thickness of the beam is variable. The boundary condition as clamp-clamp are also considered. According to these conditions, the closed form solution for natural frequencies of composite functionally graded beam despite the crack is obtained. Then, the results were analyzed and by those published in the literature and with the finite element results obtained by ABAQUS are validated. Finally, the results showed that the percentage of improvement of the answer obtained from Reddy's third order shear theory compared to Tymoshenko's theory for thick beam is about 24% and for thin beam the answers are close.
    Keywords: composite functionally graded beam, Crack, Higher order beam theory, Vibration}
  • محمد عابدی، آسیه علی ابادی، سید ابراهیم موسوی ترشیزی*، روح الله سرفراز

    انجماد آب در ترک های سطحی پره توربین بادی می تواند خواص مکانیکی آن را به طور قابل توجهی کاهش دهد. برای بررسی این پدیده، مدل اجزاء محدود به منظور شبیه سازی فرآیند یخ زدگی در تیر کامپوزیتی مقیاس کوچک تقویت شده با الیاف با شیار لبه ای ارایه شده و نیروی وارده بر تیر ناشی از یخ زدگی آب در دمای انجماد به کمک مدل محاسبه شده است. بر اساس این تکنیک، پارامتر جدیدی که اثر انبساط یخ نامیده می شود، معرفی و به کمک آن، تاثیر زاویه بازشوندگی شیار و ضخامت تیر بر توزیع تنش و کرنش در امتداد دهانه شیار بررسی شده است. با مصالحه بین مسئله واقعی، پره آسیب دیده ناشی از بهره برداری، و استاندارد موجود که معمولا برای توصیف رفتار شکست مواد کامپوزیتی استفاده می شود، یک هندسه بهینه برای تحقیقات آزمایشگاهی طراحی شده است. نتایج تجربی حاصل از تیر کامپوزیتی مقیاس کوچک بر اساس هندسه طراحی شده که تحت اثر همزمان رطوبت و دمای انجماد قرار دارد، اهمیت فاکتور انبساط یخ بر پاسخ مواد و سازه ها به ازای سیکل های مختلف سرمایش/گرمایش را نشان می دهد.

    کلید واژگان: خواص مکانیکی, سرمایش, گرمایش سیکلی, کامپوزیت, ترک, یخ}
    M. Abedi, A. Aliabadi, Seeyd E. Mosavei *, R. Sarfaraz

    Freezing water in the surface cracks of wind turbine blades can remarkably deteriorate its mechanical properties. In order to investigate this phenomena, a finite element model is developed to simulate the icing process in a small scale fiber reinforced composite beam with a sharp notch. The load exerted from the ice onto the beam is calculated by using the model taking into account the expansion of water at freezing temperature. Based on this technique, a new parameter, called the ice expansion effect, is introduced and employed to study the influence of notch opening angle and the beam thickness on the distribution of stress and strain along the notch faces. Compromising between the actual problem, in-service damaged blades, and the existing standard which is commonly applied for characterization of fracture behavior of composite materials, an optimum geometry is designed for experimental investigations. The experimental results acquired from small scale composite beams based on the designed geometry and simultaneously imposed to humidity and freezing temperature demonstrate the significance of ice expansion factor on the monotonic response of the materials and structures conditioned at different number of freeze-thaw cycles.

    Keywords: Mechanical Properties, Freeze-thaw Cycles, Composite, Crack, Ice}
  • علیرضا رحیمی، مصطفی لیوانی*، علی نگهبان برون
    در این پژوهش، برای اولین بار ارتعاشات آزاد تیر مدرج تابعی دارای ترک عرضی بر اساس نظریه مرتبه بالای ردی با شرایط مرزی دوسرگیردار مورد مطالعه قرار گرفت. فرض می شود خواص مکانیکی تیر مدرج تابعی به صورت نمایی در جهت ضخامت تیر تغییر کند. برای استخراج پاسخ فرم بسته برای فرکانس های طبیعی تیر مدرج تابعی دارای ترک عرضی از روش ریتز استفاده شده است. اثرات پارامترهای مختلف از جمله نسبت لاغری، مکان ترک، عمق ترک و گرادیان مواد بر روی پاسخ فرکانس های طبیعی تیر مورد بررسی قرار گرفت. در انتها، نتایج حاصل از روش های تحلیلی با نتایج حاصل از مدلسازی در نرم افزار ABAQUS و سایر پژوهش ها مورد مقایسه قرار گرفت. تحقیق حاضر نشان داد که با توجه به معادلات پیچیده تر نظریه ردی، برای تیر ضخیم استفاده از نظریه تیر ردی و برای تیر نازک نظریه تیر تیموشنکو مناسب تر است. به علاوه، وجود رابطه ای بین عمق ترک و ضرورت استفاده از تیر مدرج تابعی اثبات گردید.
    کلید واژگان: تیر مدرج تابعی, ترک, نظریه مرتبه بالای تیر, روش ریتز, ارتعاش آزاد, فرکانس های طبیعی}
    Alireza Rahimi, Mostafa Livani *, Ali Negahban Boron
    In this research, for the first time, the free vibration of the functionally graded beam containing transverse crack under clamped-clamped boundary condition studied based on Reddy high order theory. It was assumed that mechanical properties of beam vary exponentially in the thickness direction. To drive the closed form solution for natural frequencies of functionally graded beams containing a transverse crack, Ritz method was used. The effects of slender ratio, the location of crack, depth of crack and material gradients on natural frequency were also examined. Finally, the results of the analytical method were analyzed and compared with results of modeling by ABAQUS software and other studies. This research shows that due to more complex equations of Reddy beam theory, using Reddy beam theory for a thick beam and Timoshenko beam theory for a thin beam are more suitable. In addition, a relation between the depth of crack and the necessity of using functionally graded beam is confirmed.
    Keywords: FGM beam, Crack, Higher order beam theory, Ritz method, Free Vibration, Natural frequency}
  • موسی صفرپور*
    در مراحل مونتاژکاری سازه های آلومینیومی با اتصالات جوشی، معمولا از عمر سازه در اثر تنش ناخواسته ناشی از فرایند جوشکاری و احتمالا وجود عیوب ناخواسته از استحکام طراحی اولیه سازه کاسته شده، باعث ایجاد ترک و در نهایت موجب شکست در مجاورت مقاطع تکیه گاهی خواهد شد؛ در این مقاله برای جلوگیری از انتشار ترک های میکروسکوپی، ابتدا، بر اساس تحقیقات میدانی موقعیت دقیق آسیب ترک در سازه شناور تندرو با کاربری خاص، شناسایی شده و سپس به کمک روش های عددی به بررسی رفتار سازه شناور مدل تحت بارهای ضربه ای سیکلی یا تناوبی ناشی از شرایط کوبش امواج و شلیک سلاح پرداخته شده است. در ادامه با تجزیه و تحلیل خروجی داده ها، با تعویض مقاطع جزء روبنای سازه ی شناور تندرو، و تغییر موقعیت دهی جدید عضو محلی المانهای سازه ای، به ارایه طراحی بهینه، رسیده شده است و همچنین طراحی هندسه جدید، پاسخگوی نیازهای کاربری شناور بوده و موجب توقف رشد ترک می باشد.
    کلید واژگان: ترک, شکست, مقاطع تکیه گاهی, شناور تندرو, بارهای ضربه ای سیکلی, جزء روبناسازه, هندسه جدید}
    Musa Safarpur *
    During the assembly process of aluminum structures with welded joints, usually the life of the structure due to the unwanted stress of the welding process and possibly the presence of undesired defects due to the strength of the initial design of the reduced structure will cause cracking and eventually cause fracture near the support sections. ؛ In this paper, to prevent the propagation of microscopic cracks, first, based on field investigations, the exact location of crack damage in rigid floating structure with specific application is identified, and then numerical methods are used to investigate the behavior of model floating structure under cyclic or periodic impact loads. Due to the knocking of waves and firing c Has been discarded. In addition, by analyzing the data output, by changing the component parts of the rigid float superstructure, and by modifying the new positioning of the structural member locally, the optimal design has been achieved, and the new geometry design responds to the needs of the floating user and stops Growth is cracking.
    Keywords: Cracks, Fractures, Clamps, Rigid Floats, Cycle Shocks, Superstructure, New Geometry}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال