پاورپوینت مفاهیم پایه مکانیک خاک

پاورپوینت مفاهیم پایه مکانیک خاک

عملیات خاکی عبارتست از فرایند جابجایی خاک و سنگ از محلی به محل دیگر و انجام عملیات برآن

در این فایل به موارد زیر پرداخته شده است:
تعریف عملیات خاکی
نحوه طبقه بندی خاک
شناخت حالات حجمی خاک
تغییر در مشخصات حجمی خاک
کلیه این موارد توضیح داده شده است.

این فایل با فرمت پاورپوینت در18اسلاید تهیه شده است.

خرید فایل

نمونه سوالات آزمون استخدامی اموزش و پرورش تفکیک رسته شغلی مکانیک خودرو

نمونه سوالات آزمون استخدامی اموزش و پرورش تفکیک رسته شغلی مکانیک خودرو

این مجموعه و پکیج شامل مهم ترین پر کاربردترین و پرتکرارترین نمونه سوالات آزمون های استخدامی دستگاه های اجرایی و آموزش و پرورش مربوط به این رسته شغلی میباشند و نقش بسیار مهمی در نتیجه نهایی دارند لذا مستقیما و اکیدا پیشنهاد تهیه و مطالعه این پکیج را به شما داوطلبان عزیز که حتما قصد قبولی آزمون را دارید می نمایم و اکیدا تاکید دارم که این مجموعه فوق العاده شگفت انگیز را از کف ندهید همین حالا اقدام نمایید آره الان لحظه بعدی باورکن که از رقیبت کلی عقب افتادی...

خرید فایل

مکانیک حرارت و سیالات -بررسی اصول ها ور کرافت

مکانیک حرارت و سیالات -بررسی اصول ها ور کرافت

مقدمه:

هاورکرافت جزء ماشینهای نقلیه کلاس بالائی می باشد که برروی هر سطحی اعم از خشکی،آب ،یخ، چمن و هر چیز دیگری که بتوان هوا را به تله انداخت حرکت می کند. علت نیاز به این وسیله آنست که تنها وسیله ای می باشد که قابلیت حرکت در شرایط مختلف را دارد و مثلا می توان در نواحی کم عمق که امکان حرکت برای سایر شناورها مقدور نیست باهاور کرافت به گشت زنی پرداخت .

هاورکرافت با هوانا و که بر روی بالشتکی از هوای فشرده حرکت می کند . که هوا توسط یک فن یا کمپرسور بداخل بالشتک پمپ می‌شود.

از مهمترین مزایای ها و کرافت می توان به سرعت زیاد، نداشتن محدودیت در نواحی کم عمق، توان حرکت در خشکی، توان پنهان شدن در خشکی در عملیاتهای نظامی،... اشاره کرد.

مهمترین علت آنکه این وسیله هنوز بطور گسترده و ناوگان حمل و نقل وارد نشره است آنست که هزینه ی تعمیر و نگهداری آن بسیار زیاد می باشد و پس عواملی مثل صدای زیاد، تاثیر شرایط جوسی در سرعت و شعاع آن در رده های بعدی قرار دارند.

در این پروژه سعی شده تا اصول کلی مربوط به هاورکرافت و اجزای آن مورد بررسی قرار گیرد.

مروری بر تحقیقات گذشته:

استفاده از لایه ی هوا جهت کاهش اصطکاک بین سطوح به گذشته های دور باز می گردد. در سال 1716، Emmanuel توانست یک لایه‌ی هوا را بین دو صفحه بصورت دستی ایجاد کند. در سال 1882، نخستین اختراع Air lubrication در انگلستان توسط؟ثبت شد. در سال 1916، Von Tomohul برای نیروی دریائی استرالیا یک قایق ساخت که به وسیله ی یک فن، هوابدرون حفره این که در زیر آن تعبیر شده بود فرستاده می شد. این قایق اولین نمونه از گشتیهای اثر سطحی (Surface Effect Ships) می باشد. ایجاد یک حجم هوای فشرده زیر قایق سبب شد که اشکال مختلفی از بالشتکهای هوا شروع به استنتاج شود.

در سال 1927، N.E. Tsiolko دانشمند روسی ها و در قرن را توسعه داد. هاورترن بر روی لایه این از هوا حرکت می کرد.

در سال 1955، Christopher Cokherell برای اولین بار آزمایش خود را بطور جدی بر روی ها ورکرافت شروع کرد. تحقیقات او در سال 1959، باعث طراحی و ساخت هاورکرافت SP.N1توسط شرکت Saunders-Roeشد.

در سال 1970، G.Apolond , H.j.Davis تعادل دینامیکی هاورکرافت را بررسی کردند. در سال 1972،A.j. Reynolds واکنش‌ها ورکرافت را در برابر موج های منظم بصورت خطی بررسی کرد.

در سال 1974،همان نویسنده مساله را بصورت غیر خطی بررسی کرد. تا این موقع گر چه دینامیک هاورکرافت مورد بررسی قرار گرفت ولی در هیچکدام تاثیر دینامیک حرکت A.j. Reynolds , B.E. Brouksوارد شد.

در سال 1977،Wheeler تاثیر دامنهای بشکل صفحه را در حرکت ها ورکرافت بررسی کردند.

در سال 1978،؟ فاکتورهای مهم در واکنش دامن را با آزمایش مدل بدست آورد و نشان داد که واکنش مدل در یک محدوده ی شرایط میانگین بصورت خطی است.

در سال 1993،M.J.Hinchey و P.A.Sullivon پایداری هاورکرافت را بر روی آب مورد بررسی قرار دادند.

در سال 1377شمسی، پایداری استاتیکی و دینامیکی دامن انعطاف پذیرهاورکرافت بوسیله ی آقای حبیب الله ملاطفی نیاری در دانشگاه شیراز مورد بررسی قرار گرفت.

در همه ی موارد، محققان از یک مدل دو بعدی برای تحقیق و جواب منطقی استفاده کردند.

GEMها

هاورکرافت یکی از وسایلی می باشد که تحت تاثیر زمین عمل می کند. که به عنوان GEMها ،”Ground Effect mechines معروف می باشند. اساسا دو دسته ی اصلی GEMها وجود دارد.

1- آیرواستاتیک کرافت

2- آیرو دینامیک کرافت

1- آیرو استاتیک کرافت: که اختلاف فشار لازم برای بلند کردن وسیله، مجزای از سرعت رو به جلوی ماشین می باشد. (مثل کوهی کوپتر در حالت Hoving)

2- آیرو دینامیک کرافت: که اختلاف فشار لازم برای بلند کردن وسیله، مستقیما ناشی از سرعت روبه جلوی وسیله می باشد. (مثل هواپیما)

فهرست

مقدمه

مروری بر تحقیقات گذشته

فصل1. GEM

فصل2. عملکرد بالشتک هوا

فصل3. آیرودینامیک داخلی- معبراها – فن ها و کمپرسورها

فصل4. درگ

فصل5. پیشرانش

فصل6. موتور (حرکت دهنده ی اولیه)

فصل7. معیارهای عملکردی

فصل8. کنترل و پایداری

فصل9. دامن

نتیجه گیری:

مراجع

خرید فایل

تحقیق درباره شغل مهندس مکانیک

تحقیق درباره شغل مهندس مکانیک

فهرست مطالب

وظایف مهندس مکانیک... 6

دانش و مهارت مورد نیاز مهندس مکانیک... 7

تحصیلات و آموزش های تخصصی مهندس مکانیک... 9

بازار کار و درآمد مهندس مکانیک... 10

شخصیت های مناسب مهندس مکانیک و افراد مشهور در این شغل.. 13

خرید فایل

تحقیق درباره شغل مکانیک خودرو

تحقیق درباره شغل مکانیک خودرو

فهرست مطالب

وظایف مکانیک خودرو. 5

مهارت و دانش مورد نیاز. 6

تحصیلات لازم و نحوه ورود به شغل مکانیکی خودرو. 6

فرصت شغلی و بازارکار مکانیکی خودرو. 7

میزان درآمد مکانیک خودرو. 8

شخصیت های مناسب این شغل.. 9

خرید فایل

درس مکانیک سیالات 1( بررسی انواع لوله،جنس لوله،خوردگی در لوله)

درس مکانیک سیالات 1( بررسی انواع لوله،جنس لوله،خوردگی در لوله)

• انواع لوله :

لوله ها را می توان به انواع مختلف از نظر جنس ، کاربرد و نحوه اتصالات دسته بندی نمود .

لوله هایی که در سیستم آبرسانی و فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد به شرح ذیل می باشد .

• لوله های گالوانیزه :

لوله های گالوانیزه خود به دو دسته تقسیم می شوند : لوله های فولادی گالوانیزه و لوله های آهنی گالوانیزه این دو نوع در بازار به لوله های آهنی سفید معروفند و عموماً بین این دو فرقی گذاشته نمی شود ،در صورتیکه لوله های فولادی گالوانیزه در مقایسه با نوع آهنی آن سبک تر و براق تر هستند .

• لوله های فولادی گالوانیزه :

این نوع لوله ها گاهی برای تخلیه فاضلاب لوازم بهداشتی کوچک به کار برده می شود ولی مورد استفاده اصلی آنها برای تهویه است . جنس این لوله ها از فولاد نرمی است که در ساختن آن ورقه فولاد را با فشار داخل قالب عبور داده درز آن را جوش می دهند و سپس آنها را جهت افزایش مقاومت در برابر اسیدها و زنگ زدگیها در یک وان آبکاری روی اندود (گالوانیزه) می کنند . این نوع لوله ها نسبت به نوع آهنی در برابر اسیدها مقاومت کمتری دارند و کلیه اسیدهایی که برای چدن مضر می باشند فولاد گالوانیزه را هم خراب می کنند .

• لوله های آهنی گالوانیزه :

جنس این لوله ها از آهن سفید نورد شده است که درز آن توسط دستگاه های درز جوش بهم جوش داده می شود و سپس لوله را در فلز روی مذاب فرو می برند . به همین علت آنها را لوله های با درز نیز می گویند . این نوع لوله ها از رنگ تیره و خاکستریشان شناخته می شوند .و عموماً به دو صورت سبک و متوسط تولید می شوند .

کلیه لوله های فولادی و آهنی گالوانیزه در شاخه های 6 متری و دو سر دنده با قطر اینچ تا 8 اینچ تولید می گردند . قر این لوله ها معمولاً‌قطر اسمی است که بزرگتر از قطر داخلی و کوچکتر از قطر خارجی است .

فهرست مطالب:

عنوان صفحه

انواع لوله ..................................................................... 4

لوله های گالوانیزه.................................................................. 4

لوله های فولادی گالوانیزه........................................................ 4

لوله های آهنی گالوانیزه........................................................... 5

لوله های چدنی........................................................... ......... 7

افست یا دو خم...................................................................... 10

لوله های پلاستیکی............................................................... 12

لوله های پنج لایه................................................................. 16

خوردگی.......................................................................... 19

تعاریف خوردگی................................................................ 19

عوامل موثر در واکنش های خوردگی........................................ 21

مقیاس اندازه گیری های خوردگی............................................. 23

روش های کنترل خوردگی...................................................... 23

وسایل مورد نیاز در آزمایشات و کنترل خوردگی لوله...................... 24

آزمایش پتانسیل لوله نسبت به خاک............................................ 26

جریان های سرگردان........................................................... 27

همجواری خطوط انتقال نیرو با خطوط لوله.................................. 28

کند کننده ها....................................................................... 29

آلیاژها......................................................................... ... 32

پوشش و روش اعمال آن ها.................................................... 33

پوشش های حفاظتی خط لوله.................................................. 36

منابع و ماخذ..................................................................... 40

خرید فایل

پاورپوینت آزمایشگاه مکانیک سیالات

پاورپوینت آزمایشگاه مکانیک سیالات

آزمایشگاه مکانیک سیالات

شناوری

افت فشار

پمپ ها

راهنما

مقالات

آزمایش‌ شماره‌ 1 - شناوری‌

عنوان‌ آزمایش‌: نیروهای‌ وارد بر یک‌ جسم‌ غوطه‌ور در مایع‌ ساکن‌

هدف‌ آزمایش‌: بررسی‌ فرمولهای‌ مربوط‌ به‌ نیروی‌ وارد بر یک‌ سطح‌ مغروِق و تعیین‌ مرکز فشار.

مقدمه‌ آزمایش‌: در حالتی‌ که‌ قسمتی‌ از جسم‌ داخل‌ مایع‌ و قسمتی‌ دیگر خارج‌ از مایع‌ باشد جسم‌ را غوطه‌ور گویند و نیروی‌ برآیند وارده‌ از طرف‌ یک‌ سیال‌ ساکن‌ بر جسمی‌ که‌ داخل‌ آن‌ فرو رفته‌ و شناور است‌ را نیروی‌ شناوری‌ گویند نیروی‌ شناوری‌ داخل‌ مولفه‌ افقی‌ نیست‌ چون‌ تصویر جسمی‌ که‌ غوطه‌ور باشد بروی‌ سطح‌ قائم‌ همیشه‌ صفر است‌. اگر سطح‌ آزاد سیال‌ را که‌ با هوا تماس‌ دارد را در المان‌ حجمی‌ استوانه‌ایی‌ غوطه‌ور است‌ را در نظر بگیریم‌ سطح‌ بالایی‌ 0 h عمق‌ کمتری‌ نسبت‌ به‌ 2 h دارد در این‌ صورت‌ داریم‌:

تئوری‌ آزمایش‌:

نیروی‌ برآیندی‌ را که‌ یک‌ سیال‌ ساکن‌ بر جسم‌ شناور یا غوطه‌ور در خودش‌ وارد می‌کند نیروی‌ شناوری‌ می‌گویند. نیروی‌ شناوری‌ همواره‌ قائم‌ و به‌ طرف‌ بالاتر اثر می‌کند. نیروی‌ شناوری‌ موله‌ افقی‌ ندارد زیرا تصویر جسم‌ غوطه‌ور یا بخش‌ غوطه‌ور از جسم‌ در روی‌ صفحه‌ قائم‌ همواره‌ صفر است‌.

برای‌ درک‌ بهتر نیروی‌ شناوری‌ شکل‌ زیر را در نظر بگیرید. نیروی‌ شناوری‌ وارد بر جسم‌ شناور برابر است‌ با مولفه‌ قائم‌ نیروی‌ فشاری‌ وارد بر سطح‌ فوقانی‌ آن‌ (ADC) منهای‌ مولفه‌ قائم‌ نیروی‌ فشار وارد بر سطح‌ تحتانی‌ آن‌ (ABC) .

در شکل‌ زیر نیروی‌ رو به‌ بالای‌ وارد بر سطح‌ تحتانی‌ برابر با وزن‌ مایع‌ خیالی‌ یا واقعی‌ موجود در بالای‌ سطح‌ (ABC) می‌باشد. حجم‌ این‌ مایع‌ در شکل‌ با ABC EFA نشان‌ داده‌ شده‌ است‌. نیروی‌ رو به‌ پائین‌ وارد بر سطح‌ بالایی‌ (ADC) برابر با وزن‌ مایع‌ محصور ADC EFA است‌. تفاضل‌ این‌ دو نیرو، نیروی‌ رو به‌ بالایی‌ است‌ از وزن‌ مایع‌ جابجا شده‌ که‌ توسط‌ حجم‌ شناور ناشی‌ می‌شود مایع‌ جابجا شده‌ توسط‌ جسم‌ را در شکل‌ با ABCD نشان‌ داده‌ایم‌. بناباین‌ خواهیم‌ داشت‌:

در رابطه‌ بالا F(B) نیروی‌ شناوری‌، V حجم‌ مایع‌ جابجا شده‌ و وزن‌ ویژه‌ سیال‌ است‌.

خرید فایل

پاورپوینت مکانیک سیالات

پاورپوینت مکانیک سیالات

((پیشگفتار))

*پیش درآمد:

در درس مکانیک تحلیلی که مربوط به حرکت اجسام صلب بود , با اصول و قوانین نیوتن , پایستگی تکانه , انرژی و تکانه ی زاویه ای به خوبی آشنا شدیم و آنها را در حل مسایل مربوطه بکار بریم . مکانیک سیالات نیز بخشی از علم مکانیک است که در آن استاتیک و دینامیک مایعات و گازها مطالعه میشود .اگرچه این مطالعات نیز مانند مکانیک اجسام صلب بر اساس قوانین اصلی مکانیک استوار است ولی دو فرق عمده و مهم بین این دو مکانیک وجود دارد:

1. خواص و ویژگیهای سیالات با جامدات سبکی متفاوت است و این ویژگی ها اغلب با حرکت سیال تغییر می کند .
2. در مکانیک جامدات معمولا حرکت اجسامی با جرم و ابعاد مشخص بررسی میشود ولی در مکانیک سیالات مطالعه ی حرکت پیوسته ی سیال , به صورت یک جریان مورد نظر می باشد. به بیان دیگر در مکانیک اجسام صلب مسیر حرکت ذره مشخص است ولی در مکانیک سیالات این مسیر نا مشخص و امکان مطالعه ی حرکت ذره ی منفرد وجود ندارد . در نتیجه با توجه به نکات بالا حل کامل معادلات حرکت سیالات معمولا امکان پذیر نیست و در معادلات نظری آن ضروری است که فرض هایی در نظر گرفته شود تا در عمل این معادلات به معادلات آسانتری تبدیل شود . بنابراین استفاده از نتایج نظری بدست آمده هنگامی مسیر خواهد شد که آنها را با آزمایشهای تجربی تصحیح و تکمیل کرد .

* فصل 1

ویژگی های سیال

1-1 مقدمه:

دانش فناوری مکانیک سیالات با درک و مفاهیم ویژگی های سیال و همچنین بکارگیری قوانین اساسی مکانیک و ترمودینامیک و انجام آزمایشهای دقیق بسیار گسترش یافته است .

ویژگی چسبندگی و چگالی در جریان داخل کانالهای باز و بسته و جریان در پیرامون اجسام شناور در سیال نقش عمده ای در مکانیک سیالات دارد . به هنگامی که با کاهش فشار روبرو هستیم , فشار بخار نیز که موجب تغییر فاز (حالت) مایع به گاز می شود , اهمیت می یابد .

در این فصل ابتدا به تعریف سیال و سیستم بین المللی یکاها (SI) و سپس به بررسی ویژگی ها و تعریف های فوق می پردازیم .

2-1 تعریف سیال:

سیال ماده ای است که در اثر تنش برشی حتی ناچیز به طور دائم تغییر شکل می دهد . تنش برشی متوسط برابر با تقسیم نیروی برشی بر سطح است .

توجه داریم که نیروی برشی همان مولفه ی مماسی نیرو بر سطح مزبور می باشد . حال اگر این سطح آنقدر کوچک شود که به یک نقطه تبدیل شود آنگاه حد نیروی برشی بر این سطح نقطه ای را تنش برشی در یک نقطه می گویند .

در شکل (1-1) ماده ای در بین دو صفحه موازی و نزدیک بهم نشان داده شده است .
فرض می کنیم صفحات آنقدر بزرگ باشند تا از شرایط لبه های آنها بتوان صرف نظر کرد . اگر صفحه ی پایین ثابت باشد و نیروی F صفحه یبالا به مساحت A را بکشد . در نتیجه F/A همان تنش برشی بر این ماده است.
هنگامی که نیروی F باعث شود صفحه ی بالایی با سرعت یکنواخت (اما مخالف صفر) حرکت کند, می توان نتیجه گرفت که ماده ی موجود بین دو صفحه مذبور , یک سیال است .
به طور تجربی معلوم شده است که ذرات سیال مجاور صفحات , سرعتی برابر با سرعت لایه های مرزی خواهند داشت . سیال موجود در سطح abcd به موقعیت جدید a b'c'd' می رسد.

هر ذره سیال موازی صفحه حرکت می کند , بنابراین سرعت u از صفحه پایین که سرعت آن صفر است تا صفحه بالایی که سرعتش U می باشد , تغییر می کند . آزمایش نشان می دهد اگر سایر کمیات ثابت باشد F با A , U نسبت مستقیم و با ضخامت سیال نسبت عکس دارد . یعنی داریم :

F= µ AU/t

که در آن µ ضریب تناسب است و مربوط به ویژگی های هر سیال می شود . اما اگر تنش برشی را به صورت زیر در نظر بگیریم Z=F/A

آنگاه داریم :

Z = µ U / t

توجه داریم , نسبت u/t , همان سرعت زاویه ای خط ab یا به بیان دیگر میزان کاهش زاویه ای bad است .
اما نسبت u/t , du/dy هر دو حاصل تقسیم تغییرات سرعت بر مسافتی می باشد که این تغییرات در طول آن انجام می گیرد . بنابراین رابطه ی (1-1) را می توان به صورت رابطه ی دیفرانسیلی زیر درآورد:
du/dt µ =Z
رابطه ی بالا , نشان دهنده ی ارتباط تنش برشی با سرعت تغییر شکل زاویه ای یک جریان تک بعدی است .
µضریب تناسب را چسبندگی سیال و معادله (2-1) را قانون چسبندگی نیوتن می نامند .
توجه داریم تعریف سیال , مواد غیر سیال را شامل نمی شود . به طور مثال یک ماده ی پلاستیکی متناسب با مقدار نیروی وارد بر آن به میزان معینی تغییر شکل می دهد ولی این تغییر شکل دائمی نیست .

3-1 یکاهای نیرو ، جرم ، طول و زمان

در حل مسایل مکانیک , یکاهای نیرو , جرم , طول و زمان نقش مهمی دارند . همچنین از این یکاها می توان , یکاهای دیگر را بدست آورد .

سیستم بین المللی یکاها (SI) , در اغلب کشورهای جهان پذیرفته شده است و در چند سال آینده انتظار می رود که تمامی کشورها این سیستم را بپذیرند و از آن استفاده کنند . در این سیستم نیوتن N یکای نیرو , کیلوگرم Kg یکای جرم , مترm یکای طول و ثانیه S یکای زمان است.و یک نیوتن به صورت زیر تعریف میشود:

(3-1) N = 1 Kg m/s2

نیرویی که به علت جاذبه بر جسمی وارد می شود را نیروی گرانش یا وزن آن جسم می نامند .

.

.

.

فصل 2
ایستایی سیالات

فصل 3

مفاهیم جریان سیـال و معـادلات بنیــادی

فصل 4

پارامترهای بی بعد مهم در مکانیک سیالات

فصل 5
مقاومت سیال

فصل 6
جریان تراکم پذیر

خرید فایل

پاورپوینت مکانیک سیالات

پاورپوینت مکانیک سیالات

خرید فایل

بررسی اصول مفاهیم اولیه مکانیک شکست و کاربرد آن در روسازیهای بتنی (سمینار)

مقدمه

یکی از عمده ‌ترین مسائلی که انسان از زمان ساختن ساده‌ترین ابزارها با آن مواجه بوده است پدیده شکست در اجسام می‌باشد و درواقع برای استفاده از مواد به صورت ابزارهای گوناگون باید مقاومت آنها را نیز می‌دانست. بنابراین به جرأت می‌توان گفت که علم مقاومت مصالح عمری برابر عمر تاریخ دارد. البته روند شناخت و برآورد مقاومت اجسام از روشهای تجربی و ابتدایی شروع شده و به روشهای کاملاً علمی قرن حاضر رسیده است.

علم مقاومت مصالح دارای شاخه‌های گوناگونی می باشد که رشد قابل توجهی داشته اند. یکی از شاخه های این علم با کاربرد زیاد و تحلیل علمی نسبتاً مشکل، مکانیک شکست می‌باشد. به توجه به لزوم بکارگیری مواد جدید و گوناگون در گسترة وسیع تکنولوژی معیارهای نوینی در روش های طراحی را الزامی نموده است. در این میان علم مکانیک شکست مورد توجه خاصی قرار گرفته است.

مکانیک شکست به عنوان نظم مهندسی در دهه 1950 و توسط آقای Georg Rirwin در لابراتور تحقیقاتی ناوال (NRL) معرفی شد. درسالهای بعد در دهه 1960 مفاهیم مکانیک شکست طی تحقیقات مختلف در دانشگاهها و مراکز تحقیقاتی گسترش داده شدند. اصول مکانیک شکست کاربردهای مختلفی در طراحی مهندسی شامل آنالیز شکست سازهای تردد و پیش بینی گسترش ترک خستگی ، دارند. با توجه به اینکه 80 درصد شکست‌های ترد ریشه در گسترش ترک خستگی دارند استفاده از مکانیک شکست می‌تواند بسیارمفید باشد.

در این سیمنار سعی شده است اصول مفاهیم اولیه مکانیک شکست و کاربرد آن در روسازیهای بتنی به اختصار توضیح داده شود.

تاریخچه‌ای از مکانیک شکست

با پیشرفت تکنولوژی در عصر حاضر، پدیده شکست در اجسام از اهمیت بیشتری نسبت به گذشته برخوردار شد متلاشی شدن بسیاری از هواپیماها و فضاپیماها در طی دهه ای گذشته لزوم درک دقیق تری از مکانیک شکست در اجسام را در علوم جدید ایجاب می کند در واقع گسیختگی ناگهانی بسیاری از تجهیزات در سازه های صنعتی نه تنها عواق جانی ناگواری در پی دارد بلکه ضررهای چشمگیر اقتصادی را نیز مسبب می شود.

در طی سالهای پس از جنگ جهانی دوم پیشرفت های زیادی در مکانیک شکست حاصل شد ولی تا دانسته‌های زیادی همچنان باقی است و زمینه برای تحقیقات بیشتر فراهم می‌باشد.

تحقیقات اخیر نشان داده است که قیمت ضررهای ناشی از شکست ‌های ناگهانی در ایالات متحده آمریکا در سال 1978 بالغ بر 119 میلیارد دلار گردیده که در حدود 4% تولید ناخالص ملی این کشور را تشکیل می‌دهد. این مطالعات پیش بینی نموده است که اگر تکنولوژی پیشرفته زمان حاضر در این صنایع استفاده می شد می توانست حدود 35 میلیارد دلار و در صورت بهره گیری از نتایج و تحقیقات بیشتر در این زمینه، حدود 28 میلیارد دلار دیگر صرفه جویی اقتصادی را در پی داشت.

توجه مکانیک شکست به جلوگیری از شکست ترد می باشد و به عنوان اصطلاح علمی کمتر از 40 سال سابقه دارد هر چند که توجه به شکست ترد جدید نیست. باستانیان به این مساله توجه داشتند و برای جلوگیری از شکست سازه ها را به گونه ای طراحی می کردند که همواره در فشار باشند. بسیاری از سازه های مصریان، رومیان و ایرانیان باستان همچنان پابرجا هستند و از نظر علمی مهندسی جدید تحسین برانگیز می‌باشند. طراحی پل رومیان حالت قوسی داشته و باعث ایجاد تنش های فشاری در سازه‌ می‌شدند. شکل قوسی در اغلب سازه‌های قدیمی ایرانی از قبیل سقف های گندبی نیز فراوان دیده می شود. با توجه به اینکه دانش مکانیک آن زمان محدود بود ساخت بناها با طراحی موفق مستلزم سعی و خطاهای بسیاری بوده است.

انقلاب صنعتی دگرگونی عظیمی در مواد به کار رفته در سازه ها بوجود آورد و آن استفاده از آهن و فولاد بود استفاده از فولاد در سازه های صنعتی این امکان را بوجود آورد که بتوان از قابلیت کششی مواد نیز استفاده کرد. با وجود این تغییر در مصالح گاهی منجر به شکست‌های پیش بینی نشده می‌گردید. یکی از معروف ترین حوادث از نوع فوق گسیختگی مخزنی در کارخانه قند بوستون بود که منجر به هدر رفتن دو میلیون گالن شیره قند، مرگ 12 نفر و مجروح شدن 40 نفر و ضایعات بسیار گردید که علت آن همچنان مبهم مانده است.

-3-1- روش ضریب شدت تنش

شکل 4-1 وضعیت تنش های صفحه ای در المانی واقع در نزدیکی نوک ترک از یک ماده الاستیک را نشان می دهد که در آن اجزا تنش هر یک متناسب با مقدار ثابت می باشد. اگر این مقدار ثابت معلوم گردد وضعیت کلی تنش در نوک ترک را می‌توان از معادلات شکل (4-1) بدست آورد. این عامل که «ضریب شدت تنش» نامیده می شود بطور کامل وضعیت تنش را در یک ماده الاستیک مشخص می کند (‌مفهوم اندیس I در در فصل دوم روشن خواهد شد).

در حال بحرانی وضعیت تنش و کرنش در نوک ترک که منجر به شکست جسم می‌شود، ضریب شدت تنش به حالت بحرانی می‌رسد. بنابراین نیز عامل دیگری برای اندازه گیری چقرمگی شکست در اجسام می باشد. برای ورق نشانداره شده درشکل (3-1)، ضریب شدت تنش صورت زیر می باشد:

(3-1)

هنگامی که می‌شود، شکست اتفاق می افتد. در این حالت، عامل محرک برای شکست و مقاومت ماده در مقابل شکست است. همچنین فرض بر آنست که یک خاصیت ماده مستقل از ابعاد هندسی جسم است. با مقایسه معادلات (1-1) و(3-1) رابطه عامل محرک برای شکست و مقاومت ماده در مقابل شکست است. همچنین فرض بر آنست که یک خاصیت ماده مستقل از ابعاد هندسی جسم است. با مقایسه معادلات (1-1) و (3-1)‌ رابطه و G بصورت زیر می‌گردد:

(4-1)

رابطه مشابهی نیز برای و برقرار می باشد. بنابراین روش های انرژی و شدت تنش در مکانیک شکست برای مواد الاستیک خطی اساساً یکسان هستند.

3-3-1- تلرانس خرابی

در اجزاء ماشین و یا سازها معمولاً ترکهای ریزی در هنگام ساخت و یا حمل و نقل بوجود می‌آید که عملا اجتناب ناپذیر بوده و یا ترمیم آنها مستلزم صرف هزینه‌ای سنگین می‌باشد. در مکانیک شکست، مبنایی برای محدودیت رشد این ترکها تعریف می گردد که تلرانس خرابی[1] نام دارد. فرض کنید ترکی در یک سازه در اثر خستگی و یا خوردگی با گذشت زمان در حال رشد باشد (شکل 5-1). اگر چقرمگی شکست ماده معلوم باشد، روابط موجود در مکانیک شکست می‌توان در طول ترک بحرانی برای گسیختگی سازه را پیش بینی نماید. معمولا طول مجاز ترک با تقسیم طول بحرانی ترک بر ضریب اطمینان مناسبی تعریف می شود.

به این ترتیب سازه و یا اجزاء ماشین مجاز به ادامه کار خواهد بود، تا این که ابعاد ترک به اندازه بحرانی برسد. مثالهایی از رشد ترک وابسته به زمان را می‌توان دربارهای ناشی از خستگی، تأثیرات محیط، خزش و رشد ترک ویسکوالاستیک مشاهده کرد.

1-2- مقدمه:

مفاهیم مکانیک شکست که قبل از سال 1960 بدست آمده بود فقط برای موادی که قانون هوک پیروی می کنند صادق بود. گر چه برخی تصحیحات در روابط مکانیک شکست برای پلاستیسیته در مقیاس کوچک[2] انجام پذیرفته بود ولی تحلیلهای فوق صرفاً برای سازه‌هایی با رفتار الاستیک خطی معتبر بود. از سال 1960 تئوریهای مکانیک شکست برای رفتارهای مختلف غیرخطی مواد مانند پلاستیسیته، ویسکوالاستیسیته و ویسکوپلاستیسیته گسترش یافت. بنابراین درک مفاهیم اساسی مکانیک شکست الاستیک خطی برای دریافت مفاهیم پیشرفته تر در این زمینه ضروری است که در این فصل مورد بررسی قرار خواهد گرفت. این بحث با بررسی مختصری از شکست در مقایس اتمی آغاز می شود.

2-2- شکست در مقیاس اتمی

یک ماده هنگامی شکست می خورد که تنش و کار کافی برای غلبه بر پیوندهای بین اتمی آن فراهم شده باشد. شکل (1-2) نمودار تغییرات انرژی پتانسیل و نیرو را در مقابل فاصله بین اتمها نشان می‌دهد. شرایط تعادل هنگامی برقرار می شود که انرژی پتانسیل کمترین مقدار خود را داشته باشد. برای افزایش فاصله اتمی از حالت تعادل، نیروی کششی لازم بایستی بتواند بر نیروی چسبندگی بین اتمها غلبه نماید. انرژی اتصال عبارتست از :

(1-2)

که در آن فاصله اتمی در حالت تعادل و P نیروی اعمال شده است.

مقاومت چسبندگی در سطح اتمی را می‌توان با ایده آل فرض کردن رابطه نیرو- تغییر مکان بصورت یک نیم موج سینوسی پیش بینی نمود:

(2-2)

که در آن فاصله در شکل 1-2 تعریف شده است. برای سهولت، مبدأ در در نظر گرفته شده است . برای تغییر مکانهای کوچک، رابطه نیرو – تغییر مکان بصورت خطی می‌باشد:

(2-2)

و ضریب شدت تنش عبارتست از:

(26-5)

معادله (26-5) یک تقریب قابل قبول برای ضریب شدت تنش می‎باشد.

البته باید توجه داشت که در معادله (26-5) از اثر برش صرفنظر شده و دو انتهای تیر کاملاً صلب نیست و در عمل تکیه گاهها نیز دارای تغییر شکل الاستیک هستند. از معادله (26-5) نتیجه می‎شود که ضریب شدت تنش برای تیر دو سر طره مستقل از ابعاد ترک می‎باشد. اگر ضخامت نیز متناسب با طول ترک a افزایش یابد، بطوری که البته باید توجه داشت که در معادله (26-5) از اثر برش صرفنظر شده و دو انتهای تیر کاملاً صلب نیست و در عمل تکیه گاهها نیز دارای تغییر شکل الاستیک هستند. از معادله (26-5) نتیجه می‎شود که ضریب شدت تنش برای تیر دو سر طره مستقل از ابعاد ترک می‎باشد. اگر ضخامت نیز متناسب با طول ترک a افزایش یابد، بطوری که ثابت باشد، K برای تمام طولهای مختلف a ثابت خواهد بود. ساخت نمونه ای با ضخامت متغیر معمول نیست زیرا گسترش ترک به تغییر ضخامت بسیار حساس می‎باشد. بنابراین نمونه ای بصورت تیر دو سر طره با عرض متغیر(TDCB) را می‎توان برای بدست آوردن K , G استفاده کرد. (شکل 11-5) تیر TDCB را می‎توان برای مطالعه رشد ترک در K ثابت چنانچه در شکل (12-5) نشان داده شده بکار برد. نمونه را تحت بار P₁ در امتداد OA قرار داده تا ضریب شدت تنش لازم (و یا نرخ رهایی انرژی) برای رشد ترک فراهم شود، ترک کمی رشد کرده و بار افت می نماید، برای شروع مجدد رشد ترک، نمونه بایستی تا رسیدن به بار P₁ بارگذاری شود، زیرا در بار P₁ همان مقدار K بدست خواهد آمد. به این ترتیب می‎توان با در نظر گرفتن شرایط هندسی نمونه TDCB، نرخ رهایی انرژی را بدست آورد.

هنگام استفاده از نمونه های DCB غالباً مشاهده می‎شود که ترک از مسیر مستقل به مسیر B (شکل 11-5) منحرف می‎شود. برای جلوگیری از این کار می‎توان شیاری مستقیم در نمونه ایجاد کرد. ایجاد شیار محاسبه نرمی را پیچیده می نماید ولی می‎توان بروش زیر آنرا محاسبه نمود:

نمودار بار- تغییر مکان نمونه را می‎توان با استفاده از اندازه گیری بار و تغییر مکان دهانة ترک (COD) بدست آورد (شکل a13-5). اینکار برای نمونه های دیگری با طولهای ترک متفاوت بایستی انجام پذیرد.

مطابق رابطه ، شیب خطوط نشان دهنده نرمی می‎باشد. مقادیر اندازه گیری شده C بصورت تابعی از طول ترک رسم می‎شود (شکل b13-5). با تعیین شیب خطوط حاصل، مشتق نرمی را می‎توان بدست آورد، و از آنجا که K , G مطابق معادله (21-5) محاسبه می گردند (شکل c13-5).

خرید فایل