نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• بهروز حسنی
• احمد گنجعلی
• محسن امدادی

دانشکده مهندسی، دانشگاه صنعتی شاهرود، سمنان ، ایران

چکیده

امروزه استفاده از روش های عددی به ویژه روش اجزای محدود، در حل مسائل متفاوت کاربرد فراوانی دارد. از آنجا که این روش­ها تقریبی هستند، داشتن درکی واقعی از میزان و نحوه­ی توزیع خطاها اهمیت بسیار زیادی دارد. از این‌ رو آموزش کاربران          نرم افزارهای تحلیل و طراحی مهندسی در این رابطه امری ضروری است و عدم توجه به آن می‌تواند فاجعه‌بار باشد. در این راستا بررسی مسأله تعیین ضریب شدت تنش صفحه ترک‌دار تحت کشش با روش اجزای محدود همراه با تخمین خطا و حل تطبیقی، موضوع این مقاله است. به این منظور برنامه‌ای کامپیوتری به زبان فرترن نوشته شده است که قادر به تخمین خطای تحلیل اجزای محدود با استفاده از روش بازیافت تنش بر مبنای نقاط فوق همگرا می‌باشد. همچنین حل تطبیقی با تجدید المان بندی در هر مرحله، جهت بهبود شبکه­ی اجزای محدود صورت می‌پذیرد. با مقایسه نتایج به دست آمده با تحلیل تئوری و همچنین نرم افزار تجاری ANSYS ، مشاهده می شود که الگوریتم مورد استفاده جهت برآورد خطای حل اجزای محدود در این پژوهش کارایی  مناسب­تری دارد و می‌تواند برای تعیین ضریب شدت تنش در سازه‌های پیچیده با ترک­های دلخواه به کار رود.

موضوعات

• معماری

عنوان مقاله [English]

Determining the Stress Intensity Factor in a Cracked Plate Under Tensile Stresses using the Finite Element Method

نویسندگان [English]

• B. Hassani
• A. Ganjali
• M. Emdadi

Faculty of Engineering, Shahroud University of Technology, Semnan, Iran

چکیده [English]

: Numerical methods, especially the Finite Element method, are increasingly being used for solving different problems. Due to fact that these methods are approximate, having a good understanding and judgment about the errors and their distribution is very important. Hence education of users of engineering analysis and design software is necessary and inattention to it may result in catastrophe.  As regards this issue, the problem of determining the stress intensity factor in a cracked plate under tensile stresses, by using the finite element method together with error estimation and adaptivity, is the subject of this article. For this purpose, an academic FORTRAN code has been developed which is able to estimate the finite element solution error by using the superconvergent patch stress recovery method. In addition, an adaptive solution with remeshings in each step is carried out to improve the quality of the employed finite element mesh. Comparing the obtained results with the analytical solution, as well as the ANSYS commercial software, it is observed that the employed algorithm for error estimation has a better performance and can be used for determination of the stress intensity factor in complex structures with arbitrary cracks.