عنوان کتاب: مکانیک شکست
تالیف: نستور پرز
مترجمین: رحیم کریم‌داداشی، محمدعلی مهتدی‌بناب، حمیدرضا قایدی
آنچه کتاب به آن می پردازد
اهمیت سازه ها زمانی بیش از پیش می شود که اهمیت شکست در آن در نظر گرفته شده باشد، شکست سازه موجب تغییر شکل سازه می شود و برای جلوگیری از این منظور اهمیت مکانیک شکست که همان مکانیک شاخه ای است بارز است.
مکانیک شکست ایجاد و گسترش یافتن شکست را در جامدات مورد بررسی قرار می دهد که می توان از آن در سازه ها نیز یاد کرد که همان طور که گفته شد به تغییر شکل سازه منجرب می شود.
حال وظیفه مکانیک شکست بررسی نیروهایی است که به شکل محرک بهترک ایجاد شده در سازه اعمال و دلیل شکست و تغییر شکل آنند و همین طور بررسی تعیین مقاومت به شکل تجربی در برابر شکست.
اهمیت این تخصص را می توان در کاربرد آن جستجو کرد مکانیک شکست در کشتی سازی، مهندسی پزشکی و مهندسی مکانیک و چند گرایش دیگر کاربرد دارد. مکانیک شکست به دو بخش مجزا می شود ابتدا مکانیک شکست الاستیک خطی و دوم مکانیک شکست الاستیک-پلاستیک .
معرفی کتاب
توابع شکست و کرنش در علم مکانیک نیاز مند ارائه یک سری تحلیل هاست که در این تلاش شده تا این تحلیل ها به مهندیسین مکانیک ارائه شود.
در این کتاب به معرفی یک سری تحلیل های در بدست آوردن توابع تنش و کرنش است که مربوط به موضوع مکانیک شکست است که در پیش گفتار کتاب نیز به آن اشاره شده :
” این کتاب شامل یک مجموعه از کارهای قابل دسترس که به طور وسیع در ادبیات فن و تا حدی داده های آزمایشگاهی بسیاری از محققین جهت توجیه مدل های تئوری مکانیک شکست در حل مسائل مربوط به ترک میباشد. … .
موارد مورد بحث در این کتاب بر اساس توسعه فرآیندهای تحلیلی و عددی مربوط به میدان های خاص مکانیک شکست الاستیک خطی و مکانیک شکست پلاستیک شامل اثر متقابل بارگذاری مود ترکیبی می باشد. “
علم مکانیک شکست نیازمند دانش به روز و توسعه یافته است،این کتاب تلاش دارد مخاطب خود را با این دید که باید آگاهانه گامی برای توسعه در این بخش از مکانیک برداشت گامی باشد برای توسعه علم مکانیک.
آنچه در کتاب می خوانیم
تعيين كنيد:
الف) تنش آستانهاي كه سيم بدون رشد ترك بتواند تحمل كند.
ب) برد تنش كاربردي بيشينه
ج) اندازه ترك بيشينه (بحراني) براي عمر خستگي با تعداد دور
مشخصات فولاد:
راه حل: این فرض شده که ناحیهی پلاستیک با محدودهی سیکل کوچکتر از ثابت استفاده شدهی است. و آن ترک سطحی میتواند به صورت ساختار یک ترک نوک تیز رفتار کند. توجه کنید که قبلا وجود داشته است.
داده ها:
الف) از معادلهی (3-56)
(3-56)
بنابر این معادلات (3-54) و (9-5) به ترتیب میدهند:
(3-55)
فهرست مطالبی که خواهید خواند
فصل اول. 13
نظریه الاستیک.. 13
1-1 مقدمه. 14
1-2 مفاهیم. 15
1-3 معادلات تنش و کرنش… 16
1-4 وضعیت تنش سه محوره 19
1-5 وضعیت تنش دو محوره 20
1-6 صدای اجسام زیر کشش… 22
1-7 شرایط صفحهای.. 28
1-8 معادلات تعادل. 29
1-9 تابع تنش ایری.. 30
1-10 سری نیروهای ایری.. 33
1-11 مختصات قطبی. 43
1-12 مسائل. 52
فصل دوم. 57
مقدمهی مکانیک شکست.. 57
2-1 مقدمه. 58
2-2 مقاومت نظری.. 59
2-3 فاکتور تمرکز تنش… 65
سوراخ متقارن دایروی در صفحات نامحدود: 68
2-4 نظریه ترک گریفت.. 69
2-5 نرخ آزادی انرژی کرنش… 74
2-6 پالایش اندازه رگه. 77
2-7 مسائل. 80
2-8 منابع. 82
فصل3: الاستیک خطی شکست مکانیکی. 84
فصل سوم. 85
الاستیک خطی شکست مکانیکی. 85
3-1 مقدمه. 86
3-2 روشهای بارگذاری.. 87
3-3 تابع تنش وستر گراد. 89
3-3-1 میدان دور از شرایط مرزی.. 95
3-3-2 میدان در نزدیک شرایط مرزی.. 96
3-4 مشخصات هندسی نمونه. 100
3-4-1 ضخامت میانه ترک مرکزی.. 101
3-4-2 ترکهای بیضوی.. 105
3-4-3 شکست سطحی کوچک بین اجزائی. 109
3-4-4 معیار نشت قبل از شکست.. 114
3-4-5 ترکهای شعاعی حول سیلندرها 118
3-5 کنترل شکست.. 122
3-6 تنش صفحهای و کرنش صفحهای.. 126
3-7 اصل برهم نهی: 129
3-7-1 صفحه دارای ترک لبهای یک طرفه: (شکل 3-11): 131
3-9 منابع. 140
فصل چهارم. 142
معادلات میدانهای الاستیک.. 142
4-1 معرفی. 143
4-2 معادلات میدان: حالتI 143
4-3 معادلات میدانها: حالت II 150
4-4 سریها در مختصات قطبی. 155
4-4-1 حالت بارگذاری نوع و … 155
4-4-2 حالت بارگذاری نوع III 165
4-5 میدان تنشی مراتب بالاتر. 172
4-6 منابع. 181
فصل پنجم. 183
پلاستیسیته رأس ترک.. 183
5-1 مقدمه. 184
5-2 تنش در رأس ترک.. 185
كرنش صفحهاي: 186
تنش صفحهاي: 187
5-3 تقريب اروين. 190
5-4 تقريب داگدال Dugdale) 194)
5-5 جابجايي گودی ترك.. 199
5-6 قالب ناحیهی پلاستیکی. 207
5-6-1 معیار تسلیم ون مایسس… 207
5-6-2 معیار تسلیم ترسکا 209
5-7 مسائل. 224
5-8 منابع. 231
فصل ششم. 236
اصل انرژی.. 236
6-1 مقدمه. 237
6-2 نرخ آزادسازی انرژی.. 237
6-3 انطباق خطی. 241
6-4 رشد ترک به صورت غیرخطی. 244
6-5 نیروهای کششی. 246
6-6 کنترل نیرو جابه جایی. 253
6-7 منحنی پایداری شکست.. 260
6-8 انتگرال … 263
6-8-1 معیار شکست.. 268
6-8-2 جابه جایی گشایش ترک.. 269
6-8-3 اندازهی انتگرال …. 271
6-9 مدول گسیختگی. 272
6-10 مسائل. 280
6-11 منابع. 282
فصل هفتم. 284
مکانیک شکست پلاستیک.. 284
7-1 مقدمه. 285
7-2 کنترل رشد ترک.. 285
7-3 معادلات حاکم …….. 287
7-4 رویکرد نیمه تجربی. 302
7-4-1 حوزه نزدیک انتگرال … 304
7-4-2 انتگرال میدان دور 311
7-5 رهیافت مهندسی. 312
7-6 مسائل. 324
7-7 منابع. 327
فصل هشتم. 330
حالت ترکیبی مکانیک شکست.. 330
8-1 مقدمه. 331
8-2 حالت الاستیک تنشها 332
8-3 درجه آزادی انرژی کشش… 335
8-3-1 حالت و … 335
8-3-2 زاویهی شکست.. 339
8-3-3 حالت و ….. 345
8-4 معیار اصلی تنش… 346
8-5 ضریب تراکم انرژی کرنش… 350
8-6 شاخه ترک.. 362
8-7 مسائل. 371
8-8 منابع. 373
فصل 9: رشد ترک خستگی. 375
9-1 مقدمه. 377
9-2 “سابقهی تنش دورهای”. 378
9-3 راه اندازي ترك خستگي. 383
٩-٤ نرخ رشد ترك خستگی. 389
9-5 محاسبات عمر خستگی. 393
9-6 نمودار نرخ رشد ترک.. 398
٩-٧ جوشها 406
٩-٨ نمايش شكست سطحي (ظاهر سطح شكست) 409
٩-٩ حالت بارگذاري مختلط.. 420
9-10 اندازهگیری نرخ رشد. 425
٩-١١ خستگی فرسودگی (خوردگی) 426
9-12 مسائل. 432
۱٣-۹ منابع 437
مخاطبین این کتاب چه کسانی هستند
مهندسان و دانشجویان مکانیک، مهندسان و دانشجویان مواجه با مسائل تحلیلی تخریب با رویکرد ریاضی برای طراحی جهت مقابله با شکست.
(مکانیک شکست)
