فصلنامه علمی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مکانیک،دانشگاه تهران،تهران،ایران

2 دانشگاه صنعتی اصفهان،اصفهان،ایران

چکیده

تعیین ضریب شدت تنش پارامتر اصلی در طراحی مخازن است و آنچه که در مکانیک شکست خطی، کنترل کننده رفتار ترک است مقدار ضریب شدت تنش است. روش های متفاوتی برای تخمین این مقدار وجود دارد.  روش تابع وزنی به عنوان یکی از روش های تخمین ضریب شدت تنش به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله تابع وزنی بر مبنای تخمین تابع جابجایی ترک با استفاده از مدل سازی در نرم افزار  در یک هندسه خاص لوله توپ به دست آورده شده است. سپس با استفاده از تابع وزنی، ضریب شدت تنش و عمر خستگی لوله توپ در حالت وجود اتوفریتاژ با استفاده از رفتار واقعی ماده به دست آمده و با نتیجه های موجود مقایسه شده است. روش ارایه شده در این مقاله یک روش کلی بوده که برای هر هندسه مخزن با هر تعداد ترک داخلی یا خارجی و هر طول نسبی ترک قابل اعمال است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Determination of weight function to analyze the coefficient of stress intensity and fatigue life of thick-walled tanks based on the function of displacement of cracks

نویسندگان [English]

  • A. Rastgoo 1
  • K. Azhdari 1
  • M. Ahmadi 2

1 Department of Mechanical engineering, University of Tehran, Tehran, Iran

2 Isfahan University of Technology,Esfehan,Iran

چکیده [English]

Determining the stress intensity coefficient is the main parameter in reservoir design, and what in the linear failure mechanism controls the crack behavior is the value of the stress intensity coefficient. There are different ways to estimate this value. The weight function method is widely used as one of the stress intensity estimation methods. In this paper, the weight function based on estimating the crack displacement function is obtained using modeling in software in a specific geometry of the ball tube. Then, using the weight function, the stress intensity coefficient and the fatigue life of the ball tube in the case of autophagy, using the actual behavior of the material, are obtained and compared with the available results. The method presented in this paper is a general method that can be applied to any geometry of the tank with any number of internal or external cracks and any relative length of cracks.

کلیدواژه‌ها [English]

  • thick-walled tanks
  • coefficient of stress intensity
  • weight function
  • displacement function

[1] Kendall, D. P., A Simple Fracture Mechanics Based Method for Fatigue Life              Prediction in Thick-Walled Cylinders. Transactions of ASME, Vol. 108, NOVEMBER, pp. 490-494, 1986. [2] Ma, C.C., Huange, J. I. and Tsai, C.H., weight function and stress intensity for axial crack in hollow cylinders, ASTM J. Pressure Vessel Technology, Vol. 116, NOVEMBER, pp 423-430, 1994. [3] Glinka, G., Shen, G., Universal features of weight functions for cracks in mode I. Engineering Fracture Mechanics ,Volume 40, Pages 1135-1146, 1991. [4] Parker, A. P., Tan, C. L, Stress Intensity Factor for Internal Straight and Curve-Fronted Cracks in Thick Cylinders, Gun Tube Conference, Cranfield Univ, 2005. [5] Petroski HJ, Achenbach JD Computation of the weight function from a stress intensity     factor. Engng Fract Mech; 10:257–266, 1978. [6] Banks-Sills, L., and Eliasi, R. Fatigue life analysis of a cannon barrel. Eng. Failure Analysis 6, pp 371-385, 1999. [7] Levy, C., Perl, M., and Ma, Q., The Influence of Multiple Axial Erosions on the Fatigue Life of Autofrettaged Pressurized Cylinders. ASTM J. Pressure Vessel Technology, AUGUST, pp 293-297, Vol. 123, 2001. [8] Jahed, H., Farshi, B., Hosseini, H., Lifle Prediction Of Autofrettaged Tube Using Actualmaterial Behavior, ASTM J. Pressure Vessel Technology.