پيش بيني شكست صفحات گرافيتي داراي شيار كليدي شكل با استفاده از معيار چگالي انرژي كرنشي مبتني بر مفهوم ضريب معادل

Fracture prediction of key-hole notched graphite plates by using the strain energy density based on the equivalent factor concept

در اين پژوهش، معيار چگالي انرژي كرنشي به منظور پيش بيني بار شكست در قطعات مهندسي ضعيف شده با شيار كليدي‌شكل تحت بارگذاري مود تركيبي كششي برشي اصلاح شده است. اين معيار جديد بر اساس مفهوم ضريب مود يك معادل مي‌باشد كه در قالب يك حل دقيق جديد‌ ارائه شده است. در واقع روش جديد ارائه شده بر پايه‌ي مفهوم مود يك محلي معادل مي‌باشد كه پيشتر بر روي شيارهاي U و Vشكل، اعمال شده است اما در اين پژوهش ضريب معادل جديد به منظور كاهش حجم محاسبات معرفي شده است. بنابراين با اعمال ضريب مود يك معادل مي‌توان از بخش بزرگي از محاسبات قسمت انرژي حالات بارگذاري مود تركيبي جهت پيش‌بيني بار شكست نمونه‌هاي شياردار صرف‌نظر كرد. به منظور اعتبارسنجي روش جديد ارائه شده، مقادير پيش‌بيني‌هاي تئوري با تعداد زيادي از داده‌هاي تجربي گزارش‌شده در مقالات كه از آزمايش شكست نمونه‌هاي گرافيتي داراي شيار كليدي‌شكل به‌دست آمده بودند، مقايسه شدند. در نهايت، نشان داده شده است كه مدل ارائه شده جديد با اختلاف كل حدود 6 %، معيار شكست مناسبي مي-باشد.

In this research, the strain energy density criterion is modified to predict the fracture load in engineering components weakened by key-hole notches under tensile-shear mixed mode loading. This new approach is based on the equivalent mode І factor concept as presented in a new closed-form solution. In fact, the new proposed method is the governing idea of the equivalent local mode I concept, which has been formerly applied to U- and V-notches; but in this investigation the new equivalent factor is introduced in order to reduce the numerical analyses. Therefore, by applying the equivalent mode І factor, one can eliminate the large part of the energy section calculation to predict the fracture load of the notched specimens. To verify the validity of the presented new method, the theoretical predictions are compared with a large bulk of experimental data reported in the literature which obtained from the fracture tests on the key-hole notched graphite specimens. Finally, it is shown that new proposed model with a total discrepancy of about 6 % is an appropriate failure criterion.