Ανάπτυξη κώδικα για την υπολογιστική ανάλυση διάδοσης ρωγμής σε κατασκευές

Χατζηγεωργίου, Αντώνιος; Chatzigeorgiou, Antonios

dc.contributor.author	Χατζηγεωργίου, Αντώνιος	el
dc.contributor.author	Chatzigeorgiou, Antonios	en
dc.date.accessioned	2018-07-16T09:58:58Z
dc.date.available	2018-07-16T09:58:58Z
dc.date.issued	2018-07-16
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47308
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.8208
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Υπολογιστική Μηχανική”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Διάδοση ρωγμής	el
dc.subject	Μηχανική των θραύσεων	el
dc.subject	Πεπερασμένα στοιχεία	el
dc.subject	Κόπωση	el
dc.subject	Ανάπτυξη κώδικα	el
dc.subject	Crack propagation	en
dc.subject	Fracture mechanics	en
dc.subject	Finite elements	en
dc.subject	Fatigue	en
dc.subject	Code development	en
dc.title	Ανάπτυξη κώδικα για την υπολογιστική ανάλυση διάδοσης ρωγμής σε κατασκευές	el
dc.title	Code development for the computational analysis of crack propagation in structures.	en
dc.contributor.department	Υπολογιστική μηχανική	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Μηχανική των θραύσεων	el
heal.classification	Fracture mechanics	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-02-16
heal.abstract	Είναι γνωστό, ότι πολλές λεπτότοιχες μεταλλικές κατασκευές, όπως για παράδειγμα στην ναυπηγική, κατά την διάρκεια της ζωής τους, εμφανίζουν σε διάφορα σημεία ρωγμές, οι οποίες αν δεν εντοπιστούν και αντιμετωπιστούν έγκαιρα, μπορεί να αποβούν μοιραίες για το πλοίο, με ολέθριες συνέπειες για τους επιβαίνοντες και το περιβάλλον. Συνεπώς, η πρόβλεψη, ο εντοπισμός, και γενικά η μελέτη των ρωγμών είναι ιδιαιτέρας σημασίας. Για τον λόγο αυτό, σε πρώτο στάδιο, έχουν αναπτυχθεί μεθοδολογίες, κανονισμοί, αλλά και υπολογιστικά εργαλεία, που μπορούν να προβλέψουν την δημιουργία μιας ρωγμής, καθώς επίσης και τα χρόνια που μπορεί να αντέξει μια κατασκευαστική λεπτομέρεια, λόγω της εφαρμογής επαναλαμβανόμενων κυκλικών φορτίσεων. Σε συνέχεια των παραπάνω, στα πλαίσια της παρούσας μελέτης, δημιουργήθηκε κώδικας μέσα στο εμπορικό Πρόγραμμα Πεπερασμένων Στοιχείων FEMAP 11.3.2 με επιλύτη τον NX NASTRAN, χρησιμοποιώντας το API(Application Program Interface) του προγράμματος. Στον κώδικα έχει εφαρμοστεί η θεωρία της γραμμικής ελαστικής θραυστομηχανικής (Linear Elastic Fracture Mechanics, LEFM), και είναι σε θέση να προβλέψει, αν θα διαδοθεί η ρωγμή, η πορεία της, αλλά και πόσοι κύκλοι φόρτισης είναι απαραίτητοι, για την διάδοση της ρωγμής, με δεδομένες οριακές συνθήκες και φορτία. Πρέπει να αναφερθεί, ότι το συγκεκριμένο πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων είναι ένα γνωστό πρόγραμμα με ιδιαίτερες δυνατότητες, που όμως δεν έχει ενσωματωμένα εργαλεία για την μελέτη ρωγμών. Συνεπώς έχει ενσωματωθεί στον κώδικα η μέθοδος της μετατόπισης των κόμβων στην ακμή της ρωγμής( Crack Opening Displacement, COD), για τον υπολογισμό των Συντελεστών Έντασης της Τάσης (Stress Intensity Factors). Για τον υπολογισμό της γωνίας διάδοσης έχει χρησιμοποιηθεί το κριτήριο των Erdogan - Sih, και για τον υπολογισμό των κύκλων φόρτισης έχουν χρησιμοποιηθεί οι μέθοδοι των Paris, Forman και Forman-Mettu. Τέλος, για την επαλήθευση των συντελεστών έντασης της τάσης που εξήγαγε το πρόγραμμα, έγινε σύγκριση με τα αποτελέσματα από αναλυτική μέθοδο, ενώ η πορεία της διάδοσης, αλλά και οι κύκλοι φόρτισης, συγκρίθηκαν με αποτελέσματα από πειραματικές διαδικασίες.	el
heal.abstract	It is well known that numerous thin-wall metal structures, for instance in naval architecture, during their lifetime, they show cracks in various places, and if they don’t detected and treated on time, can be fatal to the ship, with devastating consequences for the crew and the environment. Therefore, predicting, locating, and generally studying cracks is of primary importance. For these reasons, methodologies, regulations, and computational tools have been developed that can predict the creation of a crack, as well as the years that a structural detail can withstand due to fatigue cycle loads. Following the above, in this master thesis, a code was created inside the Finite Element Program FEMAP 11.3.2 with solver the NX NASTRAN, using the Application Program Interface (API) of the program. The Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM) theory has been applied to the code, and can predict, if the crack will propagate, the trajectory of the crack, as well as the number of cycle loads are required for the propagation of the crack, for given boundary conditions and loads. Must be mentioned that FEMAP is a well-known Finite Element Program, with special features and capabilities, but it has not built-in crack study tools. Therefore, in the API code has inserted the Crack Opening Displacement (COD) method, in order to be able the program to calculate the Stress Intensity Factors (SIF) at the tip of the crack. The criteria of Erdogan – sih for the angle of propagation, and crack growth models of Paris, Forman and Forman-Mettu has been taking into account. Finally, the SIF which produced by the program, was checked with results from analytical method, and experimental procedures have been used, for the verification of the results of the trajectory of the propagation, and the cycle loads.	en
heal.advisorName	Θεοτόκογλου, Ευστάθιος	el
heal.committeeMemberName	Ζήσης, Αθανάσιος	el
heal.committeeMemberName	Κοντού, Ευαγγελία	el
heal.committeeMemberName	Θεοτόκογλου, Ευστάθιος	el
heal.academicPublisher	other	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	92 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true