بررسی تماس بین سنبه کروی صلب با پنل استوانه ای جدار نازک به کمک روش المان محدود

در این مقاله تماس بین سنبه کروی صلب با پنل استوانه ای جدار نازک به کمک روش مدل سازی المان محدود مورد بررسی قرار می گیرد. با بررسی سطح تماس میتوان تابع توزیع فشار بین سنبه کروی صلب و پنل استوانه ای را تخمین زد و در مدل های تئوری مکانیک شکست از آن استفاده کرد. مدل سازی المان محدود با استفاده از منحنی تنش-کرنش واقعی آلومینیوم ۲۰۲۴-T۳۵۱ و با استفاده از المان های پوسته ای به صورت سه بعدی در نرم افزار انسیس به کمک کدنویسی ماکرو با دستورات APDL انجام می شود. تنش معادل فون مایزز به عنوان معیار تسلیم ماده نظر گرفته شده است. تست همگرایی در شبیه سازی المان محدود برای مش بندی مساوی و نامساوی بر روی پنل و برای پارامترهای موقعیت تماس و فشار تماسی انجام می گیرد. با استفاده از نتایج شبیه سازی نشان داده می شود که سمبه کروی صلب تغییر شکل هایی متقارن بر روی پنل استوانه ای ایجاد می کند و تغییر شکل ایجاد شده توسط آن بر سطح خارجی پنل از نوع صفحه ای نامقید است. به علاوه، با بررسی تنش های تماسی در المان های پنل اثبات می شود که سطح تماس بین سنبه کروی صلب و پنل استوانه ای کامل نیست و هر چه میزان بارگذاری از سمت سنبه بیشتر شود المان های بیشتری تحت تنش تماسی قرار می گیرند به نحوی که در خرابی کامل پنل، المان ها در ناحیه تماس دارای تنش تماسی بیش از تنش حد تسلیم ماده هستند. از مدل سازی المان محدود ارائه شده می توان برای بررسی فرآیند تماس در پنل هایی با ابعاد هندسی، شرایط مرزی، بارگذاری و شکل سنبه های متفاوت استفاده کرد.

Keywords:

سطح تماس , تنش های تماسی , پنل استوانه ای جدار نازک , سنبه کروی صلب , مدل سازی المان محدود