بخشی از مقاله
چکیده:
امروزه کاربرد مکانیک شکست به خصوص درپروسه تعمیرات ونگهداری وکنترل وپایش آن در صنعت بسیار وسیع است. امروزه در اجسام بر اثر عوامل مختلف ترکهایی رخ می دهد که کار مکانیک شکست بررسی این ترکها و کاهش خسارات ناشی از آن و بهبود کاربرد قطعه است. زمانی که به یک جسم با ترک اولیه، نیروی خارجی وارد می شود تنش ها در محدوده ای از نوک ترک متمرکز می شوند.
تنش های موجود در مساله و تاثیر آن بر روی پارامتر های نوک ترک باعث ایجاد ضرایب شدت تنش در مودهای I و II در نزدیکی ترک می گردد. که این بالا بودن از حد مجاز این ضرایب باعث رشد ترک و آثار مخرب در سازه می گردد. لذا بررسی وکنترل وپایش رشدترک ازعوامل مهم وحیاتی درامرتعمیرونگهداری سیستم می باشد. درفرایندتحلیل اولیه KI همیشه به مقدار چشمگیری بزرگتر از KII است و زمانیکه ترک داخلی در امتداد عمودی است بیشترین مقدار میباشد. یک توزیع تنش دلخواه به توزیع تنش خطی و ثابت تجزیه میشود که جوابهای ضریب شدت تنش آنها معلوم است.
.1 مقدمه
قبل از بررسی تحلیل ترک های سطحی در لوله ها ومخازن جهت بررسی وکنترل تعمیرات ونگهداری وهمچنین برنامه ریزی زمانی وبررسیهای همه جانبه ووجودریسکها حین عملیات می بایست یک ارزیابی اساسی از کارها انجام پذیرد. لذاابتدابرای استفاده از علم مکانیک شکست نیز ملزم به دانستن نکاتی در باره ی مکانیک شکست هستیم. اینکه چه زمانی ترک رشد می کند و باعث تخریب در لوله می گردد در علم مکانیک شکست قابل بررسی است که در این مبحث روش های بدست آوردن ضریب شدت تنش نیز بسیار حائز اهمیت است. به همین دلیل ابتدا به ارزیابی روابط مکانیک شکست برای بدست آوردن ضریب شدت تنش خواهیم پرداخت.
-1-1 مطالعه روابط مکانیک شکست
:Crack tip -2 - نوک ترک - نقطه انتهایی ترک جایی که دو لبه ترک بهم می رسند.
:Crack face -3 سطح آزادی که روی ترک وجود دارد، سطح ترک - وجه ترک یا لبه ترک - گویند.
:Crack front -4 در این حالت به پاره خطی که در آن دو لبه ترک به هم می رسند، جبهه ترک
گویند.
شکل - 1-1 - تعریف حالت ترک
در مکانیک شکست اصولاً سه نوع بارگذاری یا سه مود بارگذاری داریم. که درشکل - 2-1 - به وضوح می توان مود ها را دید و تفاوت آنها را مشاهده کرد. مود اول به مود بازشونده - Opening mode - معروف است. مود دوم که بیشتر حالت برشی دارد ،لغزش داخل صفحه - In plane - sliding نام دارد. مود سوم که حالت خارج صفحه ای دارد به نام - Out of plane sliding یا Tearing - mode می باشد.مدI - کشش، باز شدگی - ، مدII - برش، لغزش - ، مدIII - برش و پارگی - است. بر این اساس یک ترک می تواند هم با یکی از مدها و یا با ترکیبی از مدها دچار رشد شود در حقیقت ترکیب مدهای IوII در لوله ها به صورت عموم بیشتر وجود دارند.
شکل 2-1 - - مود های بارگذاری
نکته قابل توجه دیگر که باید مدنظر قرار بگیریم دستگاه مختصات مربوط به این تجزیه و تحلیلها می باشد. برای یک ترک دستگاه مختصات بصورت شکل - 3-1 - قرارداد می شود.
-1-1 نحوه تعیین ضرایب شدت تنش
ضریب شدت تنش ضریبی است که بیان کننده اثر بارگذاری و هندسه قطعه ترک خورده می باشد. فرق این ضریب با ضریب تمرکز تنش در این است که ضریب تمرکز تنش به بارگذاری وابسته نیست
