Skip to main content
SUPERVISOR
Nima Noormohammadi,Bijan Boroomand
نیما نورمحمدی (استاد مشاور) بیژن برومندقهنویه (استاد راهنما)
 
STUDENT
Reza Abdollahi
رضا عبداللهی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1393

TITLE

The Use of Numerical Methods in Solution of Static and Dynamic Nonlocal Integral Elasticity Problems and Introduction of a Novel Method in Crack Propagation Modeling
In this dissertation, the solution of boundary value problems for materials with nonlocal behavior has been studied. Eringen's model of nonlocal integral elasticity is considered that it di ?ers from the The rest of the thesis is devoted to modeling of cracked problems with Eringen’s non-local integral model. It is observed that in the static cases with a full non-local behavior (i.e. when ) only some special kernel functions must be used. Afterward, a novel approach was introduced to model crack propagation and crack branching in brittle materials. The method is based on new shape functions, consisting of some modification factors. These shape functions are constructed with standard quadratic Lagrangian shape functions, applicable in collocation based methods. With the aid of the introduced shape functions, any discontinuity could be modeled in the domain only by altering the modification factors. Numerical simulations show the ability of the method in modeling of dynamic crack propagation.
زمانی که اندازه مواد در مقیاس نانو قرار می‌گیرد خصوصیات آن‌ها از قبیل رنگ، استحکام و خصوصیات مکانیکی به‌شدت تغییر پیدا می­کند. از میان خصوصیات این مواد، بررسی رفتار مکانیکی آن‌ها در حوزه مهندسی سازه قرار می‌گیرد. برای بررسی رفتار مواد، نیاز به دانستن تئوری حاکم بر آن‌ها است بنابراین ابتدا چند تئوری غیرمحلی محیط پیوسته­ی ایجادشده در حوزه مکانیک نانو مواد ارائه می‌شود. در این تئوری‌ها مجموعه اتم‌ها و فضای خالی به‌عنوان یک ماده پیوسته در نظر گرفته می‌شوند و پس از ساده‌سازی، خصوصیات غیرمحلی فقط در رابطه میان تنش و کرنش بیان می‌شود. از میان این تئوری‌ها، تئوری انتگرالی ارینگن به‌عنوان مدل رفتاری حاکم بر نانو مواد انتخاب شده است. پس از بیان تئوری­ها، روش‌هایی که تاکنون برای حل مسائل مقدار مرزی در این حوزه توسعه یافته‌اند بررسی می‌شوند. نکته مشترک و قابل‌توجه در روش‌های حل موجود، زمان‌گیر بودن آن‌ها است که علت این امر را می‌توان وجود انتگرال در رابطه بنیادی دانست. بنابراین کاهش هزینه محاسبات در این زمینه می‌تواند از اهمیت ویژه‌ای برخوردار باشد. بنابراین در این رساله سعی شده است با ارائه انواع روش‌های عددی این هدف محقق شود. پس‌ازآن راندمان روش‌های مختلف، با ارائه دقت و هزینه محاسبات هر روش، در مثال‌های مختلف استاتیکی و دینامیکی برآورد شده است. کاربرد تئوری‌های غیرمحلی به سازه‌های نانو محدود نمی‌شود و یکی دیگر از ویژگی‌های تئوری‌های غیرمحلی، حذف تنش‌های بی‌نهایت در نوک ترک است. این موضوع با استفاده از روش‌های عددی توسعه داده‌شده بررسی شده است و نتایج نشان‌دهنده توزیع تنش‌های هموار اطراف نوک ترک بوده است. از دیگر مسائل موردتوجه، مساله مدل‌سازی گسترش ترک است. به این منظور روش جدیدی بر مبنای توابع شکل اصلاح شونده در مدل­سازی دینامیکی گسترش ترک ارائه شده است. نتایج استفاده از روش جدید، نشان‌دهنده عملکرد مناسب آن در مدل‌سازی گسترش و منشعب شدن ترک می‌باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی