بيشتر سازه ها و مواد داراي نقايص هستند و اگر شرايط مناسب باشد ، اين نقص ها مي تواند منجر به شروع و انتشار ترک ها شود. يافتن اين نکته که کشف يک سطح ترکيبي از کجا و با چه جهتي محتمل است ، يک بخش مهم در تجزيه و تحليل و طراحي يک ساختار است. مقدار مهمي براي محاسبه در اين نوع تحليل ميزان آزادسازي انرژي است ، يعني انرژي موجود براي انتشار ترک. ميزان آزاد سازي انرژي با چقرمگي شکست ، يک ماده ماده اي است که انرژي لازم براي انتشار يک ترک را توصيف مي کند.
محاسبه نرخ رهاسازي انرژي براي مکانهاي پتانسيل نامتناهي و جهت گيريهاي سطح ترک در يک ساختار 3 بعدي با استفاده از روشهاي معمولي يک کار جامع است زيرا يک تجزيه و تحليل دقيق براي هر مکان و جهت گيري ترک بايد انجام شود. روشي جديد که توسط محققان دانشگاه ايلينويز در Urbana-Champaign ايجاد شده است مي تواند با يک تحليل واحد ، مکان و جهت يک ترک بحراني در يک ساختار را مشخص کند.
"اين روش جديد به ما اجازه مي دهد تا تجزيه و تحليل را به طرز چشمگيري ساده كنيم ، زيرا به جاي اينكه بخواهيم آناليز را براي هر يك موقعيت بالقوه يك ترك در امتداد سطح يك ساختار خاص انجام دهيم ، يك تحليل واحد از دامنه uncracked انجام مي دهيم ، كه بسيار ارزان تر است. فيليپ ژوبل ، استاد گروه مهندسي هوافضا گفت: اين کار ميزان کار محاسباتي را با سفارشات قدرتي کاهش مي دهد.
براي بدست آوردن يک تخمين دقيق از ميزان آزاد سازي انرژي ، روش فعلي براي تفکيک ساختار ، به ويژه در مجاورت ترک ، به تجزيه و تحليل عددي با يک شبکه بسيار ريز نياز دارد. ژوبل گفت اين روش جديد از مشتقات توپولوژيکي براي بدست آوردن تخمين ميزان انتشار انرژي در صورت بروز ترک در هر مکاني و با هر جهت گيري در سطح يک ساختار 3 بعدي استفاده مي کند.
"با استفاده از اين تکنيک ، ما مي توانيم بلافاصله مکان و جهت گيري را که مربوط به بالاترين ميزان آزادسازي انرژي است - يعني بالاترين انرژي موجود براي انتشار ترک" را مشخص کنيم. اگر سرعت آزادسازي انرژي از سختي شکستگي کوچکتر باشد ، شکاف پخش نمي شود. اما اگر سرعت رهاسازي انرژي به مقدار چقرمگي شکستگي نزديک شود ، به ساختار نياز به طراحي مجدد خواهيم داشت. "
روش جديد را مي توان با بسته هاي نرم افزاري عناصر محدود تجاري مانند Ansys ، Abaqus و Nastran ترکيب کرد.
ژوبل گفت: "آنچه اين روش به ما اجازه مي دهد انجام دهيم اين است که بگوييم ،" شکل و شرايط بارگيري پيچيده اي به من بدهيد ، و ما به شما محتمل ترين مکان را براي شروع ترک سطح به شما مي گوييم . "
اين مطالعه ، "تقريب نرخ آزادسازي انرژي براي ترک هاي کوچک سطح در حوزه هاي سه بعدي با استفاده از مشتق توپولوژيکي" ، توسط کاظم عليدوست ، منگ فنگ ، فيليپه جيوبل ، و دانيل ا. تورتورلي نوشته شده است. در مجله مکانيک کاربردي ظاهر مي شود .
سخت افزار رايگان و منبع باز لرزش بيشتري براي بودجه تحقيق شما ايج
برنامه جديد رايانه اي ، شروع ترک را در 3 بعدي پيش بيني مي کند
، ,يک ,مي ,ترک ,انرژي ,ساختار ,و جهت ,تجزيه و ,آزادسازي انرژي ,يک ساختار ,و تحليل ,ميزان آزادسازي انرژي
درباره این سایت