کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7171280 1463707 2018 41 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Fatigue life predictions of metal structures based on a low-cycle, multiaxial fatigue damage model
ترجمه فارسی عنوان
پیش بینی های عمر خستگی از سازه های فلزی بر اساس یک مدل آسیب خفیف با چرخه کم و چندضلعی
کلمات کلیدی
خستگی کم چرخه، خستگی مکانیکی، روش هواپیما انتقادی، مکانیک آسیب رسانهای ارتوتروپیک، روش عنصر محدود غیر خطی،
ترجمه چکیده
یک استراتژی مدل سازی برای شبیه سازی خستگی در سازه های فلزی تحت شرایط بارگیری چند لبه ای است. تصور می شود که تغییر شکل پیکسل های پیکسل باعث ایجاد رشد و رشد میکروکراک شود، که به نوبه خود سبب وخامت خواص مکانیکی و حرارتی می شود. تکامل و رشد میکروکراکها بوسیله یک فرمول مکانیک آسیبدی که به معنی از دست دادن مترقی از یکپارچگی مواد است، مدل سازی می شود. فرمولاسیون با استفاده از روش هوایی بحرانی برای پیش بینی هسته زایی میکروارگانیسم استفاده می کند. فرض بر این است که میکروسکوپ های در حال ظهور با جهت گیری بحرانی بحرانی مطابقت دارند و موجب رفتار خسارت ناشی از آن می شود. یک تانسور آسیب دوم مرتبه برای تعریف رفتار خسارت توسط یک پاسخ ماتریال ارتعاشی تعریف می شود. تکامل خسارت ناشی از رشد میکروارگانیسم از یک معیار انرژی تجربی بر اساس چگالی انرژی کششی ناپیوستگی بدست می آید. به این ترتیب، پاسخ مادری ایزوتروپیک یک ماده ی بی روح، در طول تحرک صدمه ای، ارتوپروپیک می شود و باعث از دست رفتن وابستگی به مواد می شود. فرمولبندی مکانیک آسیب پیوسته در ترکیب با روش المان محدود غیر خطی، شبیهسازی خرابکاری ساختاری ناشی از یک منطقه پخشکننده شکست مواد را امکانپذیر میکند. این رویکرد در روش المان محدودی اجرا می شود و به وسیله تکنیک حرکت چرخه برای کاهش زمان محاسبات گسترش می یابد. استراتژی مدل سازی بر روی پرتوهای کانتینر اندازهی میکرومتر در شرایط خستگی چرخه کم نشان داده شده است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
چکیده انگلیسی
A modeling strategy is developed accounting for the simulation of fatigue in metallic structures subjected to multiaxial, cyclic loading conditions. Cyclic plastic deformations are assumed to cause microcrack nucleation and growth, which in turn, lead to a deterioration of the mechanical and thermal properties. Microcrack nucleation and growth are modeled by a continuum damage mechanics formulation which accounts for a progressive loss of material integrity. The formulation utilizes a critical plane method for the prediction of microcrack nucleation. The emerging microcracks are assumed to be aligned with the critical plane orientation causing an anisotropic damage behavior. A second-order damage tensor is defined to approximate the damage behavior by an orthotropic material response. Damage evolution caused by microcrack growth is obtained from an empirical energy criterion based on the inelastic strain energy density. This way, the isotropic material response of a pristine material becomes orthotropic during damage evolution causing a direction dependent loss of material integrity. The continuum damage mechanics formulation in combination with the nonlinear Finite Element Method enables the simulation of structural deterioration caused by a propagating region of material failure. The approach is implemented into the Finite Element Method and extended by a cycle jump technique to reduce the computational time. The modeling strategy is exemplified on micrometer-sized cantilever beams under low-cycle fatigue conditions.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Fatigue - Volume 116, November 2018, Pages 355-365
نویسندگان
, ,