research centers


Search results: Found 3

Listing 1 - 3 of 3
Sort by

Article
Analysis of Approximated Curved Cracks in Homogeneous and Graded Materials

Author: Hayder Fanoos Neamah
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2009 Volume: 15 Issue: 2 Pages: 3777-3792
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper two stages of analysis are studied. In stage I, the influence of crack shape on the crack-tip stresses, critical loads and subsequent propagation direction is investigated via a simple analytical model for cracks in homogeneous materials. This model is verified through finite element simulations using ANSYS. It is demonstrated that accurate predictions of mechanical energy release rate and crack deflection angle may be obtained from a smaller number of crack shape parameters.In stage II, this concept is extended to curved cracks in functionally graded materials (FGMs).It is common that analytical and computational models of fracture in FGMs have focused almost extensively on straight cracks. If it can be demonstrated that straight cracks give an adequate approximation of curved cracks in graded materials, then the existing solutions for straight cracks provide a sufficient foundation for fracture analysis of FGMs. On the other hand, if straight cracks do not adequately approximate curved cracks in FGMs, then the development of solutions for non straight cracks in graded materials is priority. Three cracks shapes approximations are performed to compare with the actual crack in isotropic and graded materials. The crack propagation and the SIFs were simulated using finite element method. It was concluded that piecewise linear crack shapes provide a significantly better approximation than straight crack shapes. Accordingly, analytical solutions for piecewise linear cracks in graded materials would be very useful, and should be a focus of future work in this area.

في هذا البحث تم دراسة مرحلتين من التحليل. في المرحلة الاولى , دُرس تحليلياً تأثير شكل الكسر على اجهادات القمة عند الكسر في المواد المتجانسة. وتم الحصول على نتائج مقاربة من خلال أستخدام برنامج العناصر المحددة ANSYS . في المرحلة الثانية هذا التحليل توسع لدراسة تأثير شكل الكسر في المواد الطبقية . من الشائع في النموذج الحسابي و النظري للكسر في المواد الطبقية(المتدرجة في معامل المرونة) استخدام الكسر الخطي لتمثيله. اذا تم اثبات انه الكسر الخطي يعطي نتائج تقريبية للكسر الحقيقي ,فان الحلول المتوفرة للكسر الخطي تعطي صورة كافية للكسر الحقيقي. اما اذا ثبت العكس فانه الكسور اللخطية هي الاساس في التحليل. ثلاثة اشكال تقريبية من الكسر تم أستقصاؤها لمقارنة الاجهادات عند القمه لمواد متجانسة ومواد طبقية . أنتشار الكسر والمقارنة تمت باستخدام العناصر المحددة. لوحظ أنه شكل الكسر الخطي المتدرج يعطي نتائج تقريبية من الاشكال التقريبية الاخرى بالمقارنة مع الشكل الحقيقي للكسر. وعليه الدراسة النظرية للكسر الخطي المتدرج في المواد الطبقية هي الاكثر صحة لدراسة ميكانيك الكسر في المواد الطبقية.

Keywords

SIF --- FGM --- Fracture mechanics --- FEA --- ANSYS


Article
Estimation of The Life of Thick Cylinder Subjected to Internal Pressure with Manufacturing Cracks using J-Integral Method

Authors: Akeel A. Abtan --- Imad A. Husain --- Adnan N. Jamel
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2005 Volume: 11 Issue: 1 Pages: 79-89
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

Cracks may appear in structures due to manufacturing processes and some time are appeared in the structure product from casting, these structures may be used but in the life less than the design life according to crack propagation on it.In this research a thick cylinder has one crack or more is investigated to estimate the life under pulsation internal pressure. Finite element method with J-integral approach has been used to evaluate the numerical strain energy release rate (J) for the thick cylinder and the stress intensity factor (SIF).J-integral method is most accurate method to evaluate the SIF for the elastic-plastic material by considering the local plastic zone near crack tip.Software developed using the FEM; J-integral; SIF and Paris formula to estimate the life of the component is presented with many working examples.

في اغلب الاحيان تظهر الشقوق في الهياكل المصنعة بواسطة عمليات انتاجية وقد تظهر الشقوق او العيوب ايضاً في الهياكل المصنعة بواسطة السباكة. هذه الهياكل قد تكون قابلة للاستعمال ولكن بعمر استخدام اقل من العمر المصمم بسبب عملية توسع الشقوق فيها.في هذا البحث تم دراسة الاسطوانات السميكة التي تحتوي على شق او عدة شقوق والمعرضة الى ضغوط داخلية مكررة وذلك لحساب عمر الاستخدام لها. تم استخدام نظرية العناصر المحددة وطريقة (J-integral) لحساب كل من معدل طاقة الانفعال (J) ومعامل شدة الاجهاد (K) عددياً.تم بناء برنامج باستخدام نظرية العناصر المحددة وطريقة التكامل المحوري (J-integral) وكل من صيغة (Paris) وصيغة (Forman) وذلك لحساب عمر الاستخدام للهياكل، وتم تجربته على عدة امثلة مدروسة.


Article
Effectiveness of Meso-Scale Approach in Modeling of Plain Concrete Beam
فعالية النمذجة المتوسطة المدى للعتبات الخرسانية غير المسلحة

Authors: Alaa H. Al-Zuhairi --- Ali I. Taj
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2018 Volume: 24 Issue: 8 Pages: 71-80
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

The main aim of this research paper is investigating the effectiveness and validity of Meso-Scale Approach (MSA) as a modern technique for the modeling of plain concrete beams. Simply supported plain concrete beam was subjected to two-point loading to detect the response in flexural. Experimentally, a concrete mix was designed and prepared to produce three similar standard concrete prisms for flexural testing. The coarse aggregate used in this mix was crushed aggregate. Numerical Finite Element Analysis (FEA) was conducted on the same concrete beam using the meso-scale modeling. The numerical model was constructed to be a bi-phasic material consisting of cement mortar and coarse aggregate. The interface between the two consisting materials was assumed fully bonded interface. In the ABAQUS program, the Extended Finite Element Method (XFEM) was employed for the treatment of the discontinuity problems, which is accompanied by cracking during the fracture process of plain concrete. The behavior and response of the beam in both meso-scale numerical analysis and experimental test were found in a good agreement. Another check was added by comparing the results using thin-beam theory assuming the concrete as a homogenous linear-elastic material. The result of this comparison showed that the meso-scale model analysis lies between theoretical and experimental models.

الهدف من هذا البحث هو التحقق من فعالية وصلاحية منهج ذي مقياس متوسط المدى (Meso-Scale Approach) كتقنية حديثة لنمذجة الاعتاب الخرسانية. تم تحميل عتب خرسانية في حالة اسناد بسيطة عند نقطتين للكشف عن استجابية قوى الانحناء.تجريبيا ، تم تصميم وتحضير خلطةخرسانةلإنتاج ثلاثة أعتاب خرسانية قياسية متشابهة لاختبار الانحناء. واستعمل الركام الخشن المكسر في هذه الخلطة. اجري التحليل العددي بأستعمال طريقة العناصر المحددة (FEA) على نفس العتب الخرسانية بأستعمال النمذجة المتوسطة المدى. تم بناء النموذج العددي للخرسانة على شكل مادة ثنائية الطور تتألف من مونة السمنت والركام الخشن. التماس بين الركام الخشن ومونة السمنت افترض في حالة تماسك كامل مع بعضهما البعض. في برنامج الـ(ABAQUS) استعملت طريقة العناصر المحددة الموسعة (XFEM) لعلاج مشاكل اللاستمرارية ، والمصاحبة التشقق أثناء مرورالخرسانة مرحلة التكسير. تم الحصول على سلوك واستجابة للعتب الخرسانية في اتفاق جيد في كل من التحليل العددي على نطاق متوسط المدى والاختبار التجريبي. وقد تم إضافة فحص آخر للنتائج بمقارنتها مع النتائج النظرية للاعتاب النحيفة على افتراض ان الخرسانة مادة متجانسة ومرنة ذات تصرف خطي. أظهرت نتائج هذه المقارنات أن نتائج تحليل نموذج المقياس المتوسط المدى تتوسط بين النتائج النظرية والتجريبية.

Listing 1 - 3 of 3
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (3)


Language

English (3)


Year
From To Submit

2018 (1)

2009 (1)

2005 (1)