کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7216241 1469940 2018 18 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Control of fracture at the interface of dissimilar materials using randomly oriented inclusions and networks
ترجمه فارسی عنوان
کنترل شکست در رابط مواد متناقض با استفاده از اتصالات و شبکه های تصادفی گرا
کلمات کلیدی
شکستگی، رابط، فیبرهای تصادفی، نانولوله ها، شبکه های تصادفی پارامترهای دندورس،
ترجمه چکیده
شکست در نزدیکی رابط بین دو ماده ی ایزوتروپیک، موضوع تحقیق گسترده ای در ارتباط با مشکلات موجود در هوافضا، دریایی، بسته بندی الکترونیکی، مهندسی بیومکانیکی و سایر برنامه های کاربردی بوده است. مشکلات ترک های لبه، ناپیوسته نیمه بی نهایت و ترک های زیربنایی تحت یک فیلم گرماده تحت فشار در نظر گرفته شده در این مقاله نمایانگر چنین تحلیل هایی است. ما در نظر گرفتن بهبودی احتمالی در مقاومت شکست به دست آمده با استفاده از جاذبه های غیر قابل کشف شده از قبیل فیبرها، نانولوله ها، فیبرها یا نانولوله ها و ذرات بیضوی یا کروی در ماده سازگار تر است. این امر منجر به عدم انطباق کوچکتر بین سختی مواد پیوندی می شود که می تواند باعث شکست شدن یا جلوگیری از آن شود. نمونه های عددی نشان دهنده مزایا و محدودیت های افزایش سختی مواد سازگار است. به طور مثال، نمونه ها به مرز بین تنش های لبه ی بین لبه ی منحصر به فرد و غیر منحصر به فرد می پردازند و تلاش می کنند تا با تکیه بر نانولوله های کربن تصادفی یا شبکه ها، از انحراف تنش جلوگیری کنند. در مسئله کرنش نیمه بی نهایت فضای مجازی نشان داده شده است که کاهش کوچک در عدم تناسب سختی دو ماده در رابط باعث کاهش قابل توجهی در میزان انتشار انرژی کریستال می شود. رویکرد به تجزیه و تحلیل ترکهای زیربنایی تحت یک فیلم گرماده تحت فشار، شرح داده شده برای تاریخ بارگذاری حرارتی و اثر دما بر خواص فیلم، بستر و جاسازی شده تعبیه شده است. راه حل های ارائه شده در این مقاله بر خواص موثر مواد تقویت شده تصادفی تکیه دارند. محدودیت های چنین رویکردی در مشکلات شکست و برآورد اعتبار آن بر اساس مقایسه مقیاس ها در نوک کراک و در حجم سلول نماینده مورد بحث قرار گرفته است. پیشنهاد شده است که شکستگی شامل مواد تقویت شده نانوذرات و نانولوله ها می تواند با استفاده از خواص موثر مشخص شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی (عمومی)
چکیده انگلیسی
Fracture at or near the interface between two isotropic materials has been a subject of extensive research relevant to the problems encountered in aerospace, naval, electronic packaging, biomechanical engineering and other applications. The problems of edge cracks, semi-infinite interface cracks and substrate cracks under a thermally stressed film considered in the paper are representative of such analyses. We consider a possible improvement in the fracture resistance achieved by embedding randomly distributed stiff inclusions such as fibers, nanotubes, fiber or nanotube networks and ellipsoidal or spherical particles in the more compliant material. This results in a smaller mismatch between the stiffness of the joined materials that may prevent or alleviate fracture. Numerical examples demonstrate both the benefits and the limitations of enhancing the stiffness of the compliant material. In particular, the examples refer to the boundary between singular and non-singular interfacial edge stresses attempting to avoid the stress singularity by embedding random carbon nanotubes or networks. In the semi-infinite interfacial crack problem it is demonstrated that a small reduction in the stiffness mismatch of two materials at the interface causes a significant decrease in the strain energy release rate. The approach to the analysis of substrate cracks under a thermally stressed film is outlined accounting for the history of thermal loading and the effect of temperature on the properties of the film, substrate and embedded inclusions. The solutions presented in the paper rely on effective properties of randomly reinforced materials. The limitations of such approach in fracture problems and an estimate of its validity based on a comparison of scales at the tip of the crack and in the representative volume cell are discussed. It is suggested that fracture involving nanoparticle and nanotube reinforced materials can be characterized using effective properties.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Engineering Science - Volume 130, September 2018, Pages 157-174
نویسندگان
,