رسالة ماجستير في كلية الهندسة جامعة البصرة تناقش تحليل ميكانيكية الانكسار للشقوق المرقعة بأشكال مختلفة باستخدام طريقه العناصر المحددة الممتدة

 

نوقشت رسالة ماجستير للطالبة زينب ناجح جاسم جامعة البصرة كلية الهندسة قسم الهندسة الميكانيكية بعنوان  تحليل ميكانيكية الانكسار للشقوق المرقعة بأشكال مختلفة باستخدام طريقه العناصر المحددة الممتدة وتضمنت الرسالة 
لإطالة عمر الخدمة للهياكل المعيبة، تم استخدام إجراء إصلاحي يعتمد على الرقع المعدنية والمركبة لتقوية المكونات المتشققة. نظ ًرا للفوائد العديدة لاستخدام لمواد المركبة، أثارت هذه التقنية اهتمام الأكاديميين والمهندسين. هدف هذه الدراسة هو التحقق في تأثير وجود الرقع على معامل شدة الاجهاد قبل وبعد الإصلاح باستخدام الرقع المعدنية والرقع مركبة المصنوعة من مركبات البوليمر والمقواة بالألياف الزجاجية (GFRP) ورقع الكاربون الإبوكسي بأشكال مختلفة وهي الدائرية، المستطيلة، ومتوازية الأضلاع، وبمواقع مختلفة وهي رقع غير متماثل (رقعه واحد) ورقع متماثل (رقعتين). تم استخدام موقعين مختلفين للشقوق من عينات الشق
(شقوق الحافة والشقوق المركزية).
تم حساب معامل شدة الاجهاد باستخدام طريقة XFEM للرقعة المعدنية وطريقة FEM التقليدية للرقعة المركب بأشكاله المختلفة، الدائري، المستطيل، والمتوازي الأضلاع، تحت الشروط الحدية المحددة ومعاملات التحميل باستخدام برنامج ABAQUS.
أظهرت النتائج أن الرقع الفولاذ الدائرية والمستطيلة أكثر فعالية من الرقع الفولاذ المتوازية الأضلاع.
ترتيب الرقع المتماثلة (رقعتين) أفضل من ترتيب الشرائط غير المتماثلة (رقعه واحد) لأنه يقلل بشكل كبير من معامل شدة الاجهاد. علاوة على ذلك، أظهرت أن قيم معامل شدة الاجهاد غير متأثرة بأشكال الشرائط المختلفة (الدائرية، المستطيلة، والمتوازي الأضلاع) لكل من GFRP والرقع الكاربون الإبوكسي، سواء تم استخدامها في تركيبات غير متماثلة (رقعه واحد) أو متماثلة (رقعتين). علاوة على ذلك، أظهرت أن اتجاه الألياف في الرقعة المركب (GFRP، كاربون-إبوكسي) له تأثير كبير على فعالية الرقعة. لذلك، تسلسل الطبقات المركبة المكدسة في الاتجاه الأحادي [90] له تأثير كبير على معامل شدة الاجهاد، بينما تكديس الطبقات المركبة [0]، على سبيل المقارنة، له تأثير أقل على معامل شدة الاجهاد. تؤدي الرقعة المعدنية بشكل أفضل من رقع الكاربون- إبوكسي وGFRP لأنه يقلل بشكل كبير من معامل شدة الاجهاد. لذلك، فإنه أكثر كفاءة من شرائط GFRP.
بالمقابل، تعمل شرائط الكاربون-إبوكسي وGFRP بأقل تأثير على معامل شدة الاجهاد.