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 زیرسطحی » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «ترک زیرسطحی» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • جواد علیزاده کاکلر *، جمال خضری، علی عبدلی
    اگر ترک مرکزی در یک صفحه بی نهایت بزرگ تحت بارگذاری یکنواخت (ترک گریفیث)، به یکی از لبه های اعمال بار نزدیک شود، تبدیل به ترک زیرسطحی می شود. ترک های زیرسطحی، در سازه هایی که در معرض پدیده خستگی تماس غلتشی قرار دارند، ایجاد می شوند. در این مطالعه، ابتدا با استفاده از مدل سازی اجزامحدود، ضرایب شدت تنش ترک گریفیث تحت کشش و برش یکنواخت محاسبه و با خطای کمتر از 0.1% صحه گذاری گردیده است. سپس، با نزدیک نمودن ترک به یکی از لبه های موازی صفحه، ضرایب شدت تنش مود ترکیبی ترک زیرسطحی به ازای عمق های مختلف تعیین شده است. عدم تقارن هندسی نسبت به سطح ترک و کوپلینگ مودهای شکست، موجب بروز مودهای برشی و کششی قابل ملاحظه برای ترک زیرسطحی به ترتیب تحت بارهای کششی و برشی می گردد. با کاهش عمق ترک، کوپلینگ مودهای شکست افزایش می یابد تا جایی که در نسبت طول به عمق 20 برای ترک، ضرایب شدت تنش ناشی از این پدیده، 69% ضرایب شدت تنش مودهای اصلی می شوند. همچنین، با برازش دقت بالای تابع درجه سه بر ضرایب شدت تنش مود ترکیبی محاسبه شده، چهار ضریب شکل برای مودهای کششی و برشی ناشی از کشش و برش یکنواخت ترک زیرسطحی ارائه شده است. روابط صریح ارائه شده برای ضریب شدت تنش، برای استفاده سریع و راحت توسط مهندسان بسیار مفید خواهد بود. مقادیر به دست آمده از این روابط، حتی برای بارگذاری های غیریکنواخت نیز می تواند تقریب خوبی از ضرایب شدت تنش باشد (به خصوص برای طول ترک های کوتاه که تغییرات بار روی آن ها نمی تواند چندان زیاد باشد).
    کلید واژگان: ضریب شدت تنش, ترک گریفیث, ترک زیرسطحی, کوپلینگ مودهای شکست, ضریب شکل}
    Javad Alizadeh Kaklar *, Jamal Khezri, Ali Abdoli
    The Griffith crack, a central crack in an infinite plane under uniform loading, is converted to a subsurface one by moving close to a loaded edge of the plane. Subsurface cracks initiate under rolling contact fatigue conditions. In this paper, first, finite element model of the Griffith crack has been developed and validated by calculating stress intensity factors (SIFs) under uniform tension and shear loadings. Then, by moving the crack close to a parallel edge of the plane, mixed mode SIFs of the subsurface crack have been determined for a wide range of the cracks depths. Non-symmetrical geometry with respect to the crack edge causes coupling between fracture modes and so, considerable shear and tension fracture modes under tension and shear loadings, respectively. The ratio of SIF for the coupling mode to the direct mode is creased up to 69% for the length to depth ratio of 20. Also, by fitting third-degree polynomials to the mixed mode SIFs, four geometry correction factors have been obtained for SIFs of subsurface cracks under uniform loadings. These approximate equations can be used easily and efficiently by engineers. Also, the relations can be utilized as a primary estimation for non-uniform loadings, especially when the crack length as well as the load variation along it is small.
  • جواد علیزاده کاکلر*
    یکی از انواع ترک های مشاهده شده در شرایط خستگی تماس غلتشی، ترک های زیرسطحی بیضوی هستند. بروز پدیده کوپلینگ مودهای شکست و بسته شدن سطوح ترک، این ترک ها را از سایر انواع آن متمایز می سازد. بسته شدن سطوح ترک که ناشی از اعمال تنش فشاری است، باعث می شود این ترک ها عمدتا تحت مودهای برشی رشد نمایند. در این مطالعه، قابلیت استفاده از ماتریس تابع وزن دوبعدی ارائه شده در مراجع، برای ترک زیرسطحی بیضوی کاملا بسته مورد بررسی قرار گرفته است. از آن جا که اساس روش تابع وزن اصل جمع آثار، این قابلیت برای تماس بدون اصطکاک سطوح ترک در شرایط کاملا بسته، ارزیابی شده است. به این منظور، با استفاده از ماتریس تابع وزن دوبعدی و میدان تنش زیرسطحی ناشی از اعمال فشار بیضی گون تماسی روی سطح یک نیم فضا، ضرایب شدت تنش مود ترکیبی تمام نقاط جبهه ترک زیرسطحی محاسبه شده است. به منظور صحه گذاری نتایج حاصل از ماتریس تابع وزن، با ضرایب شدت تنش به دست آمده از مدل سازی اجزامحدود مورد مقایسه قرار گرفته است. مقایسه نتایج، دقت بالای ماتریس تابع وزن را در محاسبه ضرایب شدت تنش نشان می دهد. بر اساس نتایج به دست آمده، درصورتی که تنش عمودی فشاری روی سطوح ترک صفر منظور شود، ماتریس تابع وزن قادر است ترک زیرسطحی بیضوی کاملا بسته را با دقت و سرعت بالا تحلیل نماید. همچنین تاثیر ضریب منظر و عمق ترک بر ضرایب شدت تنش مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلید واژگان: ترک کاملا بسته, ترک زیرسطحی, ماتریس تابع وزن, تماس بدون اصطکاک}
    J. Alizaeh Kaklar*
    Elliptical subsurface cracks, under rolling contact fatigue, are special due to the coupling of the fracture modes and the crack closure. In this paper, the ability of the matrix of two dimensional weight function, to analyze the completely closed subsurface crack is investigated. Weight function method has a super position base and so, the ability is evaluated for the frictionless contact between crack surfaces. To do this, mixed mode stress intensity factors of a subsurface crack front under semi-ellipsoid of contact pressure are calculated using the matrix of two dimensional weight function and subsurface stress field. The results are compared to finite element stress intensity factors with high accuracy. It is concluded that the matrix of weight function is able to quick analyze the completely closed subsurface crack with high accuracy if the compression normal stress is vanished. Also, the effects of the aspect ratio and depth of the crack on the stress intensity factors are investigated.
    Keywords: Completely closed crack, Subsurface crack, Matrix of weight function, frictionless contact}
  • Rahmatollah Ghajar, Javad Alizadeh

    In the last decade, decrease of the wear rate, increase in the axel load, and the velocity of the trains have changed the main damage mechanism of railway wheels from wear to rolling contact fatigue (RCF). RCF may lead to surface and subsurface cracks. The interaction between wear and RCF, removes the surface cracks, but the subsurface crack propagate gradually, and may lead to deeper and more dangerous fractures. In this study, by considering an elliptical subsurface crack, the lifetime of an Iranian railway system wheel has been predicted using FEM, and under RCF condition. To this end, a 3D model of a cracked R7T wheel with 920mm diameter in contact with UIC60 rail has been prepared and analyzed in Abaqus FEM software. The histories of the stress intensity factors of the subsurface crack have been extracted in one cycle wheel rolling. Then, equivalent stress intensity factors have been calculated using Tanaka and Liu-Mahadevan models. Finally, wheel lifetime has been predicted by Walker relation. This paper provides a local criterion of critical crack length and crack growth lifetime that is essential for frequent inspections of railroad wheel.

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