تم انجاز رسالة الماجستير للطالب بسام علي أحمد في قسم الهندسة الميكانيكية عن بحثه الموسوم ” تحليل ألاجهادات في صفيحه رقيقه تحتوي على شق سطحي معرضه الى حمل صدمة متكررة” وبأشراف أ.م.د. فتحي عبدالصاحب الشماع
وتألفت لجنة المناقشة وعضوية كل من :
أ.د سومر متي داود (رئيسا)
أ.م.د مجيد حبيب فيض الله (عضوا)
أ.م.د جواد كاظم عليوي(عضوا)
وتلخص بحثة بما يلي :
في هذا العمل .. تم دراسة وتحليل ألاجهادات وحركة نمو الشق لصفائح رقيقه ومستويه تحتوي على شق سطحي في وسطها ومعرضه لحمل صدمه متكرر ذات سرعه منخفضه ولنوعين من سبائك ألالمنيوم (2024,6061) . حيث تم أستخدام ثلاثة طرق رئيسية :
الحل التحليلي وذلك بأستخدام النظرية الكلاسيكية للصفائح (Levysolution ) لحساب الاجهادات المتولده في الصفائح بالأعتماد على حمل الصدمه , حيث ان حمل الصدمه ناتج من أصطدام الذراع بمركز سطح الصفيحه ويحسب من قانون (Hertzian ) للتلامس . ألاجهادات الرئيسية بالنسبه للزمن عند قمة الشق وسرعة نمو الشق تم حسابهما بمعادلات الية الكسر الميكانيكي للمرونة واللدونة , وبما أن حمل الصدمه يسبب وجود المنطقه اللدنة حول قمة الشق تم استخدام نظرية (Dugdal )لأيجاد حجم هذه المنطقه.
ثانيا التحليل العددي بأستخدام برنامج (ANSYS11-APDL) بألاعتمادعلى طريقة العناصر المحددة وذلك لتحليل وحساب الأجهادات والأنفعالات بالنسبه للزمن عند قمة الشق ومن ثم حساب سرعة نمو الشق تحت تأثير حمل الصدمه المتكرر.
الجزء العملي حيث تم تصميم وتصنيع جهاز لتسليط حمل الصدمه المتكرر على مركز العينه. حيث تم طباعة شبكه عند مقدمة قمة الشق وذلك لقياس الازاحات وبالتالي ايجاد الانفعالات والاجهادات عند قمة الشق ومدى تأثير حمل الصدمه التكراري على حجم المنطقه اللدنه .
أن جميع الحسابات أجريت لنسب أبعاد مختلفه للصفائح المستخدمة (1:1,1:1.33) وبسمك ثابت للصفيحه (6ملم ) بأطوال مختلفه للشق ( ,12 7,10 ) ملم وبعمق ثابت (2ملم ) وعرض ثابت للشق (1.5ملم ) مع سرعه صدمه (1.25م/ثا)… وبطريقتين للتثبيت الاولى :أن صفائح الألمنيوم ممسوكة من طرفي عرض الصفيحه ومسنوده من طرفي الطول والثانية تكون ممسوكة من طرفي عرضها وحره من طرفي طولها وعند أجراء الحسابات أخذ بنظر ألاعتبار عمق الشق الى نصف طوله ( 0.4,0.57,0.66 ) وعمق الشق الى سمك الصفيحه ( 0.33 ).
وقد أظهرت النتائج بأن الأجهادات المتولده تزداد بأزدياد طول الشق ونسب الاطوال للصفيحه كذلك أظهرت بأن عدد الدورات التراكمي يؤدي الى زيادة قيم الأجهادات والأنفعالات وبالتالي زيادة سرعة نمو الشق . وقد وجد أن قيم ألازاحات تكون كبيره في قمة الشق وتقل قيمتها كلما أبتعدنا وبالتالي تكون قيم ألاجهادات وألانفعالات أكبر مايمكن في قمة الشق . وعند مقارنة النتائج التي تم الحصول عليها من خلال الحل التحليلي والتحليل العددي بالاضافه الى قيم العملي . . وجد بأن اكبر نسبة خطأ مئوية (20.8%) للأجهادات و(%17.9) لسرعة نمو الشق بين الحل التحليلي والتحليل العددي و (18.9%) للأنفعالات بين العملي والتحليل العددي .
وتألفت لجنة المناقشة وعضوية كل من :
أ.د سومر متي داود (رئيسا)
أ.م.د مجيد حبيب فيض الله (عضوا)
أ.م.د جواد كاظم عليوي(عضوا)
وتلخص بحثة بما يلي :
في هذا العمل .. تم دراسة وتحليل ألاجهادات وحركة نمو الشق لصفائح رقيقه ومستويه تحتوي على شق سطحي في وسطها ومعرضه لحمل صدمه متكرر ذات سرعه منخفضه ولنوعين من سبائك ألالمنيوم (2024,6061) . حيث تم أستخدام ثلاثة طرق رئيسية :
الحل التحليلي وذلك بأستخدام النظرية الكلاسيكية للصفائح (Levysolution ) لحساب الاجهادات المتولده في الصفائح بالأعتماد على حمل الصدمه , حيث ان حمل الصدمه ناتج من أصطدام الذراع بمركز سطح الصفيحه ويحسب من قانون (Hertzian ) للتلامس . ألاجهادات الرئيسية بالنسبه للزمن عند قمة الشق وسرعة نمو الشق تم حسابهما بمعادلات الية الكسر الميكانيكي للمرونة واللدونة , وبما أن حمل الصدمه يسبب وجود المنطقه اللدنة حول قمة الشق تم استخدام نظرية (Dugdal )لأيجاد حجم هذه المنطقه.
ثانيا التحليل العددي بأستخدام برنامج (ANSYS11-APDL) بألاعتمادعلى طريقة العناصر المحددة وذلك لتحليل وحساب الأجهادات والأنفعالات بالنسبه للزمن عند قمة الشق ومن ثم حساب سرعة نمو الشق تحت تأثير حمل الصدمه المتكرر.
الجزء العملي حيث تم تصميم وتصنيع جهاز لتسليط حمل الصدمه المتكرر على مركز العينه. حيث تم طباعة شبكه عند مقدمة قمة الشق وذلك لقياس الازاحات وبالتالي ايجاد الانفعالات والاجهادات عند قمة الشق ومدى تأثير حمل الصدمه التكراري على حجم المنطقه اللدنه .
أن جميع الحسابات أجريت لنسب أبعاد مختلفه للصفائح المستخدمة (1:1,1:1.33) وبسمك ثابت للصفيحه (6ملم ) بأطوال مختلفه للشق ( ,12 7,10 ) ملم وبعمق ثابت (2ملم ) وعرض ثابت للشق (1.5ملم ) مع سرعه صدمه (1.25م/ثا)… وبطريقتين للتثبيت الاولى :أن صفائح الألمنيوم ممسوكة من طرفي عرض الصفيحه ومسنوده من طرفي الطول والثانية تكون ممسوكة من طرفي عرضها وحره من طرفي طولها وعند أجراء الحسابات أخذ بنظر ألاعتبار عمق الشق الى نصف طوله ( 0.4,0.57,0.66 ) وعمق الشق الى سمك الصفيحه ( 0.33 ).
وقد أظهرت النتائج بأن الأجهادات المتولده تزداد بأزدياد طول الشق ونسب الاطوال للصفيحه كذلك أظهرت بأن عدد الدورات التراكمي يؤدي الى زيادة قيم الأجهادات والأنفعالات وبالتالي زيادة سرعة نمو الشق . وقد وجد أن قيم ألازاحات تكون كبيره في قمة الشق وتقل قيمتها كلما أبتعدنا وبالتالي تكون قيم ألاجهادات وألانفعالات أكبر مايمكن في قمة الشق . وعند مقارنة النتائج التي تم الحصول عليها من خلال الحل التحليلي والتحليل العددي بالاضافه الى قيم العملي . . وجد بأن اكبر نسبة خطأ مئوية (20.8%) للأجهادات و(%17.9) لسرعة نمو الشق بين الحل التحليلي والتحليل العددي و (18.9%) للأنفعالات بين العملي والتحليل العددي .
