آقای حسام مکوندی دانشجوی دکترای مهندسی مکانیک در تاریخ 1396/11/18 از رساله خود تحت عنوان: تشخیص ترک درورقه ای مستطیلی کمانش یافته با راهنمایی دکتر شاپور مرادی و مشاور(1): دکتر داود پورویس و مشاور (2) دکتر کورش حیدری شیرازی دفاع خواهند نمود.

اسامی هیأت داوران:

1-دکتر محمد شیشه ساز -  استاد دانشگاه شهید چمران اهواز

2-دکتر حمید محمد صدیقی -  استادیار دانشگاه شهید چمران اهواز

3-دکتر حسن نحوی -  استاد دانشگاه صنعتی اصفهان

مکان : دانشکده مهندسی – کلاس 215                 

زمان :1396/11/18 ساعت 14
 

چکیده :

پژوهش حاضر به ارائه روشی جهت تشخیص خصوصیات ترک (محل، طول و عمق ترک) در ورق­های ایزوتروپیک مستطیلی کمانش یافته، به کمک بررسی فرکانس­های طبیعی ارتعاشات ورق ترک­دار می­پردازد. این پژوهش شامل دو گام اصلی است. در گام نخست با حل مسئله مستقیم، تاثیر ترک بر ارتعاشات آزاد خطی و غیرخطی ورق مورد بررسی قرار گرفته، و در گام دوم با حل مسئله معکوس، خصوصیات ترک در سازه به کمک بررسی پارامترهای ارتعاشی سازه تعیین شده­است. از آن­جا که پیش از این رفتار ارتعاشی ورق­های کمانش­یافته ترکدار مورد مطالعه قرار نگرفته است، لذا پژوهش حاضر برای اولین بار به بررسی این مهم پرداخته است. با بهره­گیری از مفاهیم مکانیک شکست، ترک به صورت یک فنر چرخشی بدون جرم، مدلسازی می­گردد. پس از آن روابط حاکم بر رفتار ارتعاشی ورق­های کمانش یافته با یک ترک لبه­ای، با استفاده از تئوری مرتبه اول برشی و روابط کرنش -جابجایی ون کارمن استخراج می­شود. پاسخ این معادلات شامل دو قسمت استاتیکی و دینامیکی است. برای بخش استاتیکی، معادلات دیفرانسیل مربوطه به کمک روش المان کوادراتور دیفرانسیلی گسسته شده و به یک دستگاه معادلات جبری غیرخطی تبدیل، و به کمک روش طول کمان حل می­گردد. با در نظر گرفتن ارتعاشات ورق حول حالت کمانش یافته آن و با جایگذاری پاسخ مرحله استاتیکی در معادلات حاصل، معادلات دینامیکی حاکم بر ارتعاشات پس از کمانش ورق حاصل، و با حل آنها فرکانس­های طبیعی و شکل مودهای ارتعاشی برای دو حالت ارتعاشات خطی و غیرخطی محاسبه می­شود­. در ادامه جهت تشخیص ترک در ورق کمانش­یافته ترک­دار، تابع هدفی با استفاده از ترکیب وزنی مجذور اختلاف فرکانس­های طبیعی سازه ترک­دار و مدل محاسبه شده در این پژوهش، تعریف می­شود. تابع هدف فوق، تابعی از پارامترهای ترک است که با کمینه کردن آن توسط روش برنامه­ریزی درجه دوم متوالی، محل، عمق و طول ترک محاسبه می­گردند. به منظور بررسی صحت نتایج بدست آمده در گام نخست، نتایج حاصل با نتایج ارائه شده در مراجع و نیز نتایج مدلسازی با روش اجزا محدود مقایسه شده است. علاوه بر این، با ساخت یک فیکسچر و انجام تست مودال تجربی بر روی تعدادی ورق کمانش­یافته ترک­دار، نتایج این پژوهش صحت­سنجی شده است. در ادامه، اثر برخی پارامترها از جمله نقص هندسی، محل، عمق و طول ترک، بار فشاری و شرایط مرزی بر رفتار دینامیکی ورق کمانش­یافته بررسی شده است. همچنین در گام دوم مسئله، با قرار دادن ترک با طول و عمق­های مختلف در محل­های متفاوت و تشخیص این پارامترها به کمک روش پیشنهادی، صحت الگوریتم ارائه شده بررسی شده است. نتایج نشان می­دهد که روش پیشنهادی به خوبی و با دقت مناسب قادر به تشخیص پارامترهای ترک، به خصوص محل آن می­باشد. علاوه بر این نتایج بدست آمده حاکی از تاثیر بار فشاری، شرایط مرزی و پارامترهای ترک بر روی فرکانس­های طبیعی ورق کمانش ­یافته است.