تحلیل ترک در مسائل انتشار-ترموالاستیسیته تعمیم یافته با استفاده از روش المان محدود توسعه‌یافته

در این مقاله، رفتار یک ترک ساکن در محیط محدود انتشار ترموالاستیسیته تعمیم‌یافته تحت شوک دمایی و غلظت بررسی‌شده است. ترک با استفاده از روش المان محدود توسعه‌یافته مدل‌سازی و ضرایب شدت تنش با بکارگیری روش انتگرال برهم‌کنش استخراج ‌شده اند. برای مطالعه پدیده انتشار گرما و غلظت از تئوری‌های تعمیم‌یافته گرین – نقدی و غیرفیک استفاده ‌شده است. روش المان محدود توسعه‌یافته برای گسسته‌سازی معادلات در فضا و روش ضمنی نیومارک جهت انتگرال‌گیری زمانی مورداستفاده قرارگرفته است. برای بارگذاری‌های مختلف (شوک گرمایی و غلظت)، ضرایب شدت تنش، توزیع دمای نوک ترک و توزیع انتشار نوک ترک مطالعه شده است. همچنین اثر سرعت موج‌ تنش، موج غلظت و موج دما بر روی ضرایب شدت تنش برای ترک‌های مستقیم و مایل بررسی‌شده است. مشاهده می‌شود برای برای حالتی که سرعت موج تنش و موج دما یکسان و بیشتر از سرعت موج غلظت است افزایش ضریب شدت تنش سریع‌تر و بیشتر از حالت‌های دیگر است.

Crack analysis in diffusion-generalized thermoelasticity problems using the extended finite element method

In this paper, the behavior of a stationary crack in a generalized diffusionthermoelasticity medium under temperature and concentration shock has been investigated. Cracks have been modeled using the extended finite element method and stress intensity factors have been obtained using the interaction integral method. To study the phenomenon of heat dissipation and concentration, generalized GreenNaghdi and nonFickian theories have been used. The extended finite element method has been developed to discrete equations in space and the Newmark implicit method has been used to calculate time integrals. For different loads (heat shock and concentration), stress intensity factors and temperature and concentration distribution at the crack tip have been studied. The effect of stress wave velocity, concentration wave and temperature wave on stress intensity factors for straight and oblique cracks has also been investigated. It is observed that for the case where the speed of the stress wave, and the temperature wave are the same and greater than the speed of the concentration wave, the increase of the stress intensity factors is faster and higher in other states.