تعداد صفحات: ۲۱ | قابل ویرایش
مقدمه مقاله مراحل طراحی شده حفره های ورقه ورقه در هم گدازه ها
یک هم گدازه ای ورقه ی دو بعدی را تصور کنید که به عنوان مثال در یک کشتی به عنوان اتاقک مورد استفاده قرار می گیرد. فرض کنیم که طراحی اتاقک صحیح است و فشارهای وارده برآن در حد مجاز است، و لازم است که حفره ای (برای عبور دادن خطوط ارتباطی، لوله ها و یا غیره ) در آن ایجاد می شود که در موقع طراحی، مورد نظرقرار نگرفته، این امر باعث تمرکز یافتن فشار در اطراف حفره و شکستن ورقه ها می شود.
آسان ترین روش برای کاهش دادن فشار متمرکز، افزایش قطر ورقه های اطراف حفره است.این امر را می توان بوسیله اتصال پنل های دو بعدی (که حلقه های تقویت کننده نامیده می شوند) و به شکل متقارن در دو طرف ورقه ها قرار می گیرد، انجام داد. (شکل ۱)
مشکل اصلی چگونگی انتخاب حلقه های تقویت کننده ( یعنی مواد تشکیل دهنده و قطر آنها ) است. این مشکل به وسیله تخمین و محاسبه ی فشار متمرکز بر روی نقطه اتصال جدید، حل می شود به این ترتیب که فشار ورقه اصلی (اولیه) با حلقه ی تقویت کننده حل می شود. اگر حلقه ی تقویت کننده هم اندازه ی ورقه ی اصلی باشد، (شکل ۱ ب)، نقطه ی اتصال به عنوان یک ورقه ی جدید شناخته شده و با یک مدل تحلیلی جدید مورد استفاده قرار می گیرد. به این دلیل که ورقه های نامتناهی برای راه حل تحلیلی فرض شده است، حلقه ی تقویت کننده نیز باید نامتناهی باشد.
در عمل، به دلیل اینکه فشار در منطقه ی کوچکی متمرکز است، نیازی نیست که حلقه ی تقویت کننده نامتناهی باشد و اندازه های متناهی خواهد داشت.
انتخاب حلقه تقویت کننده متناهی
شکل : ما شکل حلقه ی تقویت کننده را گرد تصور می کنیم . بدترین فشار زمانی است که جهت فشار اصلی با جهت مواد اصلی منطبق شود واین جهت هانیز برای ما مجهول باشد . حلقه ی تقویت کننده علاوه بر اینکه باید هم گرد باشد باید منطبق برهرمحوری هم باشد. (یعنی شکل آن گردباشد)
شعاع حلقه : تمرکز فشار در یک ناحیه کوچک اطراف حفره اتفاق می افتد. (شکال ۵ الف ).
بنابراین حلقه ی تقویت کننده نباید نامتناهی باشد . توزیع فشار در طول خطی ، که از مرکز حفره می گذرد وستونی که جزئی ترین بار را داردبه صورت زیر است:
شماره ۲۹
چون در حالی که r شعاع حفره است.
حلقه ی تقویت کننده تمرکز فشار در نقطه B را کاهش می دهد ( همانطور که در شکل شماره ۵ ب نشان داده شده است).
تحلیل اجزای متناهی
روش تحلیل اجزای متناهی ( FEM ) برای یافتن عامل واقعی تمرکز فشار در ورقه و حلقه ی تقویت کننده و هنگامی که دومی ابعاد متناهی داشته باشد ، مورد استفاده قرار می گیرد . بار و فشار نیز از نوع دو محوری کشش و تراکم است که بیشترین عامل تمرکز فشار است.
قصد تحلیل های FEM برقراری عامل تصحیح YE است که تفاوت بین عامل تمرکز فشار در ورقه را در ابعاد متناهی و نامتناهی حلقه ی تقویت کننده ، نشان می دهد.
عوامل تمرکز فشار با ابعاد متناهی تقریباٌ به صورت زیر محاسبه می شوند:
شماره ۳۰
در حالی که عوامل تحلیل تمرکز فشار هستند و حلقه ی تقویت کننده ابعاد متناهی دارد ( معادله شماره ۲۷ ) جالب ست بدانیم که YE برای ورقه وحلقه ی تقویت کننده ، میزانی مساوی دارد . نتایج عددی که بعداٌ گفته می شوند نشان می دهد که این فرضیه از دقت بالایی برخوردار است.
