تحلیل الاستوپلاستیک مخازن جدار ضخیم ساخته شده از مواد هدفمند با رفتارسختی … |
حلیل تنش و تغییر شکل مخازن جدارضخیم کروی از جنس مواد تابعمند تحت بارگذاری فشار داخلی و اختلاف دما در این پایاننامه بحث شده است. پارامترهای مادی به صورت تابعی از شعاع در نظر گرفته شدهاند که نقش با اهمیتی در رفتار این گونه مواد ایفا میکنند. برای مشخص شدن نقش بسزای آنها، چند نوع ماده دارای پارامترهای مادی متفاوت، تحت گرادیان دما و فشار داخلی قرار گرفته و بررسی شدهاند. همچنین تفاوت آنها در به تسلیم رسیدن این گونه مخازن مشخص شده است. برای اطمینان از بررسیهای انجام شده، نتایج به دست آمده در حالت الاستیک با مقالههای دیگر مقایسه شده است. همچنین با مقایسهی نتایج مربوط به بارگذاریها به نقش پر اهمیت اختلاف دما در تحلیل رفتار مخازن پی برده شد. سپس به
تحلیل الاستوپلاستیک این گونه مخازن پرداخته شد. برای تحلیل الاستوپلاستیک آنها از رفتار سختی سینماتیک خطی پیروی شده است. طبق بررسی و تحلیل رفتار آنها تحت بارگذاری چرخهای اختلاف دما و فشار داخلی ثابت که منجر به مشخص شدن دیاگرام تفکیک پدیده ها شد مشاهده کردیم که مخزن کروی تا اختلاف دماهای بالایی هنوز در حالت الاستیک باقی مانده است. همچنین ناحیهی الاستیک شیکدان، سطح زیادی را به خود اختصاص داده است و بعد از آن وارد ناحیهی پلاستیک شیکدان شده است. در واقع با این کار، رفتار ماده را قبل از بارگذاریهای متفاوت پیشبینی کردهایم.
1-1- پیشگفتار
برای یك جامد الاستیک، تغییر شكل ها پس از حذف بارهای اعمالی، بازگشت پذیر میباشند. در جامدات پلاستیک، بعد از برداشتن بار، تغییر شكلها در ماده باقی میمانند و به حالت اولیه برنمیگردند. این تغییر شكلهای غیرالاستیک در تعادل باقی میمانند. رفتار آنها فرض میگردد که به زمان وابسته نمیباشد. همان طور که در شکل 1-1-1، پیداست، تغییر شكل در جامدات الاستوپلاستیک سختی پذیر از دو قسمت تغییر شكل الاستیك و تغییر شكل غیرالاستیک تشكیل شده است. هنگامی كه تنش كمتر از تنش تسلیم ( ) باشد، كرنش پلاستیك صفر میباشد.
مدل تشابهی رفتار این نوع مواد به وسیله مدل سنت ونان توسعه یافته نشان داده شده است.
مدلهای گوناگونی برای توصیف سختی پذیری جامدات توسط تغییر شكل، ارائه گردیده است. سختی پذیری غیر ایزوتروپ و سختی سازی سینماتیک از جمله آنها هستند.
اگرچه اكثر مواد دارای سختی پذیری غیرایزوتروپ میباشند ولی به علت سادگی مدل سختی ایزوتروپ كاربرد فراوانی دارد .بهخصوص
خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir
هنگامیكه بارگذاری شعاعی باشد یعنی اینكه بردار تنش در فضای تنش دارای جهت ثابتی میباشد. به صورت عمومی، یك ماده دارای سختی ایزوتروپ به مادهای گفته می شود كه مرز ناحیهی الاستیك آن تنها به یك پارامتر اسكالر وابسته باشد.
· منحنی تنش-كرنش در كشش متقارن با منحنی تنش-كرنش در فشار نسبت به مبدأ است ( نقطه B در شکل 1-1-2 ).
· مرز ناحیهی الاستیك در همهی جهات، نسبت به مركز O متقارن میباشد
كاربردی ترین شمای سختی سازی غیرایزوتروپ، مدل سختی سینماتیكی خطی میباشد. در این مدل دامنهی ناحیهی الاستیك ثابت باقی میماند ولی این دامنه در فضای تنش جابجا میگردد مركز ناحیهی الاستیک (نقطهی C در شكل 1-1-3 ) به نام تنش داخلی یا تنش برگشتی نامیده میشود .منحنی تنش-کرنش در كشش و فشار حول نقطهی C متقارن است. تحت یك تست كشش– پیچش، سطح تسلیم توسط جابجایی سطح تسلیم اولیه و بوسیلهی بردار به دست میآید.
اثر باشینگر هنگامی مشخص می گردد كه بعد از یك تست كشش، یك تست فشار انجام گردد. معمولاً تست كشش ماده را در كشش سخت مینماید (حد الاستیك افزایش مییابد) ولی در جهت فشار ماده نرم میگردد. شكل 1-1-4، نشان میدهد كه حد الاستیك در فشار كمتر از حد الاستیك اولیه در فشار میباشد.
از بین دو مدل ذكر شده، سختی سازی سینماتیك به واقعیت نزدیكتر میباشد و تخمین بهتری از اثر باشینگر ارائه مینماید
در اثر بارگذاری دورهای كشش– فشار، خواص سختی سازی اكثر فلزات و آلیاژها در هنگام تست تغییر میكند . شكل 1-1-5، پارامترهای مورد استفاده برای یك سیكل پایدار تنشهای دورهای را نشان میدهد .برحسب نوع ماده، دما و حالت اولیهی آن سختیسازی و نرمیسازی رخ می ده
نرمی سیكلی هنگامی اتفاق میافتد كه در طول یك تست دورهای تحت دامنهی كرنش ثابت، دامنهی تنش كاهش مییابد (شكل1-1-6-(الف)) یا هنگامیكه در یك تست دورهای تحت دامنهی تنش ثابت، دامنهی كرنش افزایش یابد (شكل1-1-6-(ب)).
سختی سیكلی هنگامی اتفاق میافتد كه در طول یك تست دورهای تحت دامنهی كرنش ثابت، دامنهی تنش افزایش مییابد (شكل 1-1-6-(الف)) یا هنگامیكه در یك تست دورهای تحت دامنهی تنش ثابت، دامنهی كرنش كاهش یابد (شكل 1-1-6-(ب)).
اگر بارگذاری دورهای تنش متوسط غیر صفر باشد، اثرات دیگری ظاهر میگردند (شكل 1-1-7). این بارگذاری نامتقارن اعمالی موجب عدم رشد كرنش پلاستیك و ثابت ماندن آن در هر سیكل میگردد و یا اغلب موجب رشد آن در هر سیكل حتی بعد از پایداری حلقهی تنش-كرنش، میگردد .هنگامیكه دامنهی كرنش اعمال گردد، رهاسازی و یا عدم رهاسازی تنش متوسط مشاهده میگردد. (شکل 1-1-8)]1[.
(الف)- اعمال دامنهی تنش ثابت، راست- رشد کرنش پلاستیک، چپ- عدم رشد کرنش پلاستیک
فرم در حال بارگذاری ...
[شنبه 1400-05-16] [ 05:56:00 ب.ظ ]
|