ترجمه مقاله تعیین مرز shakedown Ratcheting غیر سیکلی

توضیحات

 عنوان فارسی: تعیین مرز shakedown/Ratcheting غیر سیکلی- قسمت دوم: اجرای عددی

عنوان انگلیسی مقاله:

Non-cyclic shakedown/ratcheting boundary determination – Part 2: Numerical implementation

تعیین مرز بین Ratcheting و shakedown برای عضوی که تحت بارگذاری سیکلیک الستیک-پلاستیک قرار گرفته است از لحاظ محاسباتی بسیار گران قیمت است، چون نیازمند راه حلی است که آن هم مستلزم چندین سیکل بارگذاری است که باید چندین و چند بار تکرار شود. یک متد غیر سیکلی برای مشخص کردن مرز Ratcheting بدون نیاز به تحلیل سیکلیک اخیرا پیشنهاد شده است.اجرای عددی متد غیر سیکلیک به عنوان جایگزین جذابی برای تحلیل سیکلیک الاستیک-پلاستیک مطرح می شود چون روشی ساده است و هزینه محاسباتی و فضای ذخیره سازی بسیار کمتری نیاز دارد. ویژگی جذاب دیگر آن این است که شرایط go/no go را برای مرز Ratchet تامین می کند، در حالی که نتایج تحلیل های سییکلیک الاستیک- پلاستیک معمولا تعبیرشان نزدیک مرز Ratchet سخت است. برای بررسی بیشتر در مورد عملکرد متد، بر روی تعدادی از آرایش ها که شامل تاثیرات دو بعدی و سه بعدی است اعمال شده است.

مقدمه

سیکل پایدار (Shakedown) در پاسخ به بار گذاری سیکلیک معمولا توسط کد های طراحی مورد نیاز است [1] تا از این موضوع که سازه شکل طراحی شده اش را حفظ می کند و ارضا کردن شرایطی که تحت آن تحلیل های خستگی انجام شده است اطمینان حاصل شود. تکنیک های تحلیلی برای بیان Shakedown محدود به هندسه ها وشرایط مرزی ساده می باشند. بدین ترتیب، تکنیک های عددی مانند اجزای محدود به طور گسترده برای بررسی پاسخ اجزای تحت فشار به بار گذاری سیکلیک مورد استفاده قرار می گیرد. با آنکه متد های ساده سازی شده می توانند مورد استفاده قرار بگیرند، اما تنها تحلیل های سیکلیک الاستیک-پلاستیک می توانند به طور معمول می توانند پاسخ سیکلیک را تامین کنند. پاسخ سیکلیک پایدار سازه به طور تقریبی با تکرار سیکل های بارگذاری برای رسیدن به shakedown برای مجموعه ای از بار ها به دست می آید.

از سوی دیگر، اگر سطح بار در مرز Ratchet در نظر باشد، می توان با مونیتور کردن پاسخ تغییر شکل پایدار سیکلیک (کرنش یا جابجایی) حین سطوح مختلف بار گذاری سیکلیک آن را به دست آورد. با شروع از یک حدس اولیه برای سطح بار در مرز Ratchet پاسخ پایدار سازه ای رصد می شود. اگر نتیجه Shakedown را نشان دهد، سطح بار باید در تحلیل بعدی افزایش یابد. اگر نتیجه بیان گر ratchet باشد  سطح بار در تحلیل بعدی باید کاهش یابد. این پروسه با همین روند آزمون و خطا با محدود کردن سطوح بار ادامه می یابد تا واقعا به مرز Ratchetting/Shakedown با دقت مورد نیاز برسیم. هم پروسه آزمون و خطای سطوح مختلف بار و هم به کار گیری سیکل های مختلف بار برای رسیدن به جواب حالت پایا می توانند بسیار زمان بر و نیاز به کامپیوتر های بسیار قوی داشته باشند. با گذشت زمان جواب به حالت پایا میل می کند و بدین ترتیب بعد از تعداد مشخصی از سیکل بار سخت می توان بین Ratchetting  و shakedown تمایز قایل شد (شکل1).

برخی محققان تلاش کردند که تحلیل های shakedown را بدون انجام و اعمال سیکل های الاستیک- پلاستیک انجام دهند. بیشتر این متد ها بر اساس رویکرد کلاسیک است، که تئوری Melan [2]، تئوری حد پایین shakedown الستیک یا تئوری Koiter [3]، که حد بالای shakedown الاستیک را نشان می دهد از جمله این روش های کلاسیک می باشند. این متد ها از نظریه Shakedown الاستیک تبعیت می کنند، مانند متد هایی که توسط Mackenzie و boyle [4]، Seshadri [5] و Abdella و همکاران [6] به کار گرفته شده است.

رویکرد های محاسباتی کمی وجود دارند که فرا تر از حد shakedown می توانند مورد استفاده قرار بگیرند. برای مثال، Kalnins [7] متدی را با استفاده از هسته الاستیک برای برآورد shakedown تحت حرارتی و بار گذاری فشاری سیکلیک پیشنهاد کرد. همان طور که در [8] مورد بحث قرار گرفته است، تخمین قابل قبولی از جواب سیکلیک حالت پایا هنگام استفاده از روش هسته الاستیک مورد نیاز است. این به خاطر این است که همیشه احتمال رشد نواحی پلاستیک حین فاز گذرا وجود دارد. علاوه بر آن، اگر هسته الاستیک کوچک باشد، مشخص کردن مرز بین Ratcheting و shakedown کماکان دشوار است. اما، در مقایسه با متد سیکلیک، متد هسته الاستیک در موارد متعدد نشان داده شده است که مستحکم تر و قابل اطمینان تر است[7].

Chen و ponter [9] پروسه محاسباتی ای را برای مشخص کردن مرز ratchet با گسترش نظریه حد بالای shakedown پیشنهاد داده اند. این متد شامل دو مرحله می باشد: (i) بر آورد تغییرات ماکزیمم کرنش پلاستیک برای بار و دمای سییکلیک داده شده (ii) بر آورد ظرفیت بار سازه/ عضور قبل از Ratcheting. چون این متد بر اساس فرمولاسیون حد بالا است، همگرایی کامل پاسخ مورد نیاز است. اما در حالت همگرا شده حل عددی مسائل، شامل مسائل دو بعدی/ سه بعدی، قابلیت متد را برای پیش بینی حدود Ratchet بیان می کند.

Reinhardt [8] متد غیر سیکلیک برای برآورد مرز Ratchet بر اساس فرمولاسیون حد پایین پیشنهاد داد. اجرای عددی این متد در منبع [10] بیان شده است. بر خلاف متد Chen و Ponter [9] این متد بر اساس فرمولاسیون shakedown حد پایین است. برای اجرای آن، مقدار کمی از برنامه نویسی نیاز است. این متد شامل دو تحلیل پلاستیک است، یکی که تنش سیکیل را باز-توزیع می کند و دوم تحلیل الاستیک- پلاستیک که ظرفیت سازه را برای تحمل بار های پایا را تعیین می کند. گام دوم می تواند به عنوان مرز بار فرموله شود.

متد اصلی از [8] بر اساس عمومی سازی محافظه کارانه اثر حالات تنش یک محوری می باشد. این متد به روشی که در قسمت 1 [11] بیان شده است بهبود داده شد. قسمت دوم به اجرای عددی متد بازبینی شده غیر سیکلیک برای تعیین مرز Ratchet می پردازد. تحلیل های عددی از چندین مثال مختلف با تنش های تک محوره و چند محوره انجام شد. نتایج بهبود یافته می تواند برای حالات تنش چند محوره به دست بیاید، اگر تنش ها بر روی عضو به شکل پیشنهاد شده در قسمت 1 باشند.

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.