توضیحات

عنوان: بررسی تحلیلی وتجربی موج تنش الاستیک-پلاستیک در میله های فلزی

•  امواج تنش
•  انواع موج تنش
•  موج تنش الاستیکی
•  موج تنش پلاستیکی
•  تجزیه و تحلیل امواج تنش الاستیکی پلاستیکی
•  نتایج امواج تنش در یک میله با مقطع مستطیلی
•  نتیجه‌گیری
•  منابع

امواج تنش

امواجی که موجب تغییر شکل در یک ماده می‌شوند، اغلب موج‌های تنش نامیده می‌شوند. امواج تنش را می‌توان به وسیله‌ی منابع مختلفی مثل اثر بین مواد، انفجار و زمین لرزه ایجاد کرد. بارگذاری استاتیکی و دینامیکی در شرایط تنش‌ها بسیار مؤثر است. بارگذاری استاتیکی به مدت طولانی بر ساختار اعمال می‌شود اما بارگذاری دینامیکی بر روی ساختار برای مدت زمان بسیار کوتاه (میکرو ثانیه) با مقدار بسیار بالاتر از مورد استاتیکی عمل می‌گردد. بارگذاری کوتاه باعث می‌شود که مواد رفتار متفاوتی داشته باشند، که این پدیده سخت تحلیل می‌شود و ریاضیات به سرعت پیچیده می‌شود.

مطالعه انتشار امواج در مصالح دارای میکروساختار مانند کامپوزیت‌ها، فوم‌ها، سرامیک‌ها و مصالح دانه‌ای، یکی از موضوع‌های با اهمیت در علم و فناوری به حساب می‌آید. نظریه الاستیسیته کلاسیک برای این نوع از مصالح قادر به مدل کردن کامل پدیده انتشار موج نیست. برای این منظور نظریه‌های تعمیم یافته یا مرتبه بالا پیشنهاد شده‌اند. نظریه خطی الاستیسیته گرادیان برای حل مسئله میله تحت اثر کشش‌های یک محوری استاتیکی و دینامیکی و نظریه الاستیسیته گرادیان کرنش برای مطالعه ارتعاش آزاد طولی مورد استفاده قرار گرفته است.

روش المان محدود برای شبیه‌سازی مسائل انتشار امواج تنش از قدرتمندترین روش‌ها محسوب می‌شود. این روش برای مدل‌سازی خصوصیات موج در فرایندهای ناپایا دارای نقص‌های ذاتی است. در سال‌های اخیر اصلاحاتی برای افزایش دقت این روش برای مسائل انتشار امواج تنش پیشنهاد شده است. روش دیگری که با نام روش المان محدود موج تنش شناخته می‌شود و در سال‌های اخیر پیشنهاد شده است. قابلیت این روش در مدل‌سازی گسستگی‌ها شدید در سرعت‌ها، تنش‌ها و کرنش‌ها با سرعت موج محدود مزیت روش المان محدود موج تنش است. روش المان محدود کلاسیک در این گونه از مسائل دچار ضعف ذاتی است. در این روش نیازی به فرمول بندی معادلات دیفرانسیل حرکت نیست و در نتیجه حل‌های تقریبی مورد نیاز نیست.

برای بررسی انتشار امواج تنش در میله‌ها اغلب از روش حل تحلیلی دقیق برای یک صفحه و یا استوانه استفاده می‌شود، اگرچه مشکل اساسی در مقاطع مستطیلی، تأمین همه شرایط مرزی روی سطوح آزاد میله است. برای حل معادلات حاکم بر حرکت موج تنش، علاوه بر روش انرژی همیلتون و ریتس، روش‌های دیگری مانند روش تلفیقی برای مقطع مربعی، روش اجزاء محدود و یا روش المان مرزی برای مقاطع دلخواه و روش انطباق مود نیز مورد استفاده قرار گرفته است. روش‌های تقریبی که بر مبنای بسط مؤلفه‌های بردار تغییر مکان به‌صورت سری‌های دوتایی از مختصات مقطع میله و حفظ تعداد معینی از جملات استوارند، نیز مورد استفاده قرار گرفته‌اند. یکی از روش‌های تحلیلی انتشار موج تنش در مقاطع مستطیلی که بر مبنای معادلات سه‌بعدی حرکت استوار است، روش جمع آثار است.

در میله‌هایی با مقطع مستطیلی، یافتن مؤلفه‌های بردار تغییر مکان که تمام شرایط مرزی را روی سطوح آزاد میله تأمین کنند و درنتیجه تشکیل معادله مشخصه‌ای که به کمک آن بتوان مشخصه‌های انتشار امواج تنش مثل طیف فرکانس، سرعت فاز و سرعت گروه را به دست آورد بسیار پیچیده‌تر است. تأثیر مؤلفه‌های جانبی حرکت بر مؤلفه طولی و تابش و بازتاب امواج تنش روی سطوح اضافی میله‌های مستطیلی، مسأله را از حالت یک و یا دوبعدی به یک مسأله سه‌بعدی تبدیل می‌کند که برای حل معادلات حاکم بر حرکت، باید فرضیات ساده‌کننده و تقریب‌های مناسبی را به‌کار برد؛ موضوعاتی که تلاش پژوهشگران را در دهه‌های گذشته به خود اختصاص داده است.

توجه:

برای دانلود فایل کامل ورد لطفا اقدام به خرید نمایید.

لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.