Studying the effect of thermal shock on stress intensity factor using FEM

Other Title(s)

دراسة تأثير الصدمة الحرارية على معامل شدة الإجهاد باستعمال طريقة العناصر المحددة

Joint Authors

Husayn, Sadiq Aziz
Khalil, Salah Mahdi
Abbas, Muna Khudayr

Source

The Iraqi Journal for Mechanical and Materials Engineering

Issue

Vol. 12, Issue 2 (30 Jun. 2012), pp.279-288, 10 p.

Publisher

University of Babylon College of Engineering

Publication Date

2012-06-30

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

10

Main Subjects

Engineering & Technology Sciences (Multidisciplinary)

Topics

Abstract AR

يتناول هذا البحث دراسة التأثير المفاجئ لدرجات الحرارة أو تأثير الصدمة الحرارية على معامل شدة الإجهاد المتولد في منطقة التشقق.

لقد تم حساب معامل شدة الإجهاد الميكانيكي (MSIF) بطريقة العناصر المحددة باستخدام برنامج ANSYS و مقارنتها مع الطرق النظرية.

بينت النتائج أن نسبة الخطأ عند المقارنة بلغت ما يقارب (% 3.18).

حيث تم استخدام عنصر (plane77) للتحليلات الحرارية، بعد ذلك تم تحويل العناصر إلى (plane82) عند التحول إلى التحليلات التركيبية بطريقة تحويل العناصر.

تم بعد ذلك اعتماد مقارنة بين هذه القيمة و قيم معامل شدة الإجهاد الحراري (TSIF) الناتجة من الإجهادات الحرارية المتولدة نتيجة لتسليط حمل حراري (حرارة مفاجئة) و ذلك لمعرفة مدى خطورة هذا التأثير.

حيث و بالاعتماد على طريقة المجالات المقترنة في البرنامج المستخدم تمت دراسة الإجهادات الحرارية المتولدة عند منطقة التشققات و تأثير طريقة انتقال الحرارة على معامل شدة الإجهاد الحراري (TSIF).

لقد بينت النتائج أن لفرق معين في درجات الحرارة فإن طريقة انتقال الحرارة الثابتة مع الزمن تكون أكثر تأثيرا من تلك الطريقة المتغيرة مع الزمن.

كما أن معامل شدة الإجهاد الحراري المتولد نتيجة لفرق بسيط في درجات الحرارة قد يتجاوز معامل شدة الإجهاد الميكانيكي عند تسليط حمل ميكانيكي ساكن مقداره (100 MPa) بدون اعتبار تأثير الحرارة.

Abstract EN

This research concerns with studying the effect of sudden increment in temperature or thermal shock effect on Stress Intensity Factor generated at crack region.

The Mechanical Stress Intensity Factor (MSIF) was computed using Finite Element Method technique with the aid of ANSYS software as well as theoretical methods.

The percent of error as a comparison between these results was about (3.18%).

Elements used for thermal analysis were plane77, and then by using switch element technique from thermal to structural so, elements would be plane 82 for structural analysis.

A comparison between this value and the values of Thermal Stress Intensity Factor (TSIF) which is generated due to thermal stresses in case of applying a thermal load (thermal shock) had been adopted to know the importance of this effect.

So, a coupled field method with the same program, had been used to calculate these values with estimation effect of heat transfer method.

The results proved that for an instant temperature difference the effect of steady-state heat transfer method was more than the transient method.

Also TSIF for low temperature difference may exceed the value of MSIF in case of (100 MPa) statical structural applied load without considering the temperature effects.

American Psychological Association (APA)

Abbas, Muna Khudayr& Husayn, Sadiq Aziz& Khalil, Salah Mahdi. 2012. Studying the effect of thermal shock on stress intensity factor using FEM. The Iraqi Journal for Mechanical and Materials Engineering،Vol. 12, no. 2, pp.279-288.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-316241

Modern Language Association (MLA)

Abbas, Muna Khudayr…[et al.]. Studying the effect of thermal shock on stress intensity factor using FEM. The Iraqi Journal for Mechanical and Materials Engineering Vol. 12, no. 2 (2012), pp.279-288.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-316241

American Medical Association (AMA)

Abbas, Muna Khudayr& Husayn, Sadiq Aziz& Khalil, Salah Mahdi. Studying the effect of thermal shock on stress intensity factor using FEM. The Iraqi Journal for Mechanical and Materials Engineering. 2012. Vol. 12, no. 2, pp.279-288.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-316241

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 287-288

Record ID

BIM-316241