Loading...
Surface Initiated Crack Growth Simulation of Normal Contact Using X-FEM
Safajuy, Mohsen | 2012
629
Viewed
- Type of Document: M.Sc. Thesis
- Language: Farsi
- Document No: 43389 (45)
- University: Sharif University of Technology
- Department: Aerospace Engineering
- Advisor(s): Adibnazari, Saeed
- Abstract:
- In many mechanical components, contact loading has a major role in stress field analysis. In this thesis, a combination of crack growth simulation and unilateral contact problem was carried out numerically. The Finite Element Method provides a powerful numerical tool to analyze contact problems. In the traditional FEM discontinuities should not cross through elements, so crack will grow through boundaries of elements, therefore, the model should remesh in each step of crack growth in order to align the mesh along the boundaries of discontinuities. This limitation causes major errors and computational costs. To overcome this limitation, the extended Finite Element Method (XFEM) will be used for modeling crack. In this method mesh can be considered independent of crack’s geometry. The discontinuous behavior of displacement - strain fields around the crack face can be imposed via enrichment functions. In this study, Mortar method was used for contact discretization and both Lagrange Multiplier and Penalty methods were studied
- Keywords:
- Fracture Mechanics ; Contact Mechanics ; Extended Finite Element Method ; Crack Growth
-
محتواي پايان نامه
- view
- فهرست شکل ها
- 1 فصل 1 : مقدمه
- 2 فصل دوم: اصول مکانیک شکست
- فصل 3: المان محدود
- 3 معرفی
- 3-1 المان محدود برای حل سیستم های پیوسته
- 3-2 میدان های تقریب چند جمله ای:
- 3-3 توابع شکل لاگرانژ:
- 3-4 توابع شکل لاگرانژ در مسئله دو بُعدی:
- 3-5 انرژی پتانسیل سیستم:
- 3-6 المان های ایزو پارامتریک:
- 3-7 توابع شکل ایزوپارامتریک:
- 3-8 ماتریس سختی:
- 3-9 ماتریس ژاکوبینJ :
- 3-10 انتگرال گیری عددی:
- 3-11 قاعده گاوسی:
- 3-12 المان محدود غیر خطی:
- 3-13 خطی سازی
- 3-14 معیار همگرایی
- فصل 4: المان محدود توسعه یافته :
- 4 مقدمه:
- 4-1 روند پیشرفت المان محدود توسعه یافته:
- 4-2 حل مسئله به کمک المان محدود توسعه یافته
- 4-3 انواع ناپیوستگی ها
- 4-4 روش مجموعه تراز
- 4-5 تقسیم بندی واحدی
- 4-6 غنی سازی:
- 4-7 روابط حاکم بر المان محدود توسعه یافته:
- 4-8 انتخاب توابع غنی سازی:
- 4-9 قاعده انتگرال گیری در XFEM :
- 4-10 نحوه محاسبه عددی انتگرال جی به کمک XFEM
- 4-11 خلاصه ای از ویژگی های المان محدود توسعه یافته:
- فصل 5 )
- 5 مکانیک تماس
- 5-1 مقدمه
- 5-2 تاریخچه مکانیک تماس محاسباتی
- 5-3 هندسه حرکت در تماس
- 5-4 قید عمودی
- 5-5 فورمول بندی قیود
- 5-6 تماس مماسی
- 5-7 قید چسبندگی
- 5-8 قانون کلومب
- 5-9 تقسیم بندی مسئله تماس
- 5-10 معادلات حاکم بر مسئله تماس
- 5-11 انرژی تماس:
- 5-12 تماس بدون اصطکاک در الاستیک خطی
- 5-13 اعمال قیود تماس
- 5-14 فورمول بندی روش لاگرانژ
- 5-15 روش پنالتی
- 5-16 گسسته سازی تماس
- 5-17 گسسته سازی تماس برای شبکه بندی غیر منطبق
- 5-18 روش مورتار غیر خطی
- 5-19 تشخیص تماس
- 5-20 مشکلات گسسته سازی تماس
- فصل 6)
- 6 حل مسائل عددی و نتیجه گیری
- مراجع و مآخذ
- پیوست ها:
