Fatigue and Fracture Mechanics of High Risk Parts: Application of LEFM & FMDM Theory

در مرحله مقدماتی طراحی سخت‌افزار سازه‌ای جدید که باید یک مأموریت معین را در یک محیط بار نوسانی انجام دهد، عوامل مختلفی وجود دارد که طراحان باید در نظر بگیرند. مطالعات تجاری برای پیکربندی های مختلف طراحی باید انجام شود و بر اساس ملاحظات قدرت و وزن، از جمله، یک پیکربندی بهینه انتخاب شود. طرح انتخاب شده باید بتواند محیط مورد نظر را بدون شکست تحمل کند. بنابراین، برای اطمینان از یکپارچگی سازه، یک تحلیل ساختاری جامع که از استاتیک، دینامیک، خستگی و شکست تشکیل شده باشد، ضروری است. در چند دهه گذشته، مکانیک شکست به یک رشته ضروری برای حل بسیاری از مشکلات ساختاری تبدیل شده است. این مشکلات شامل جلوگیری از شکست های ناشی از ترک های از قبل موجود در ماده اصلی، جوش ها یا ایجاد شده در محیط بارگذاری چرخه ای در طول عمر سازه است. اهمیت خستگی و شکست در سخت‌افزارهای ساختاری هسته‌ای، مخازن تحت فشار، هواپیما و هوافضا را نمی‌توان بیش از حد مورد تاکید قرار داد، جایی که ایمنی بیشترین نگرانی را دارد. این کتاب برای طراح و تحلیلگر استحکام، و همچنین برای مهندس مواد و فرآیند نوشته شده است که به یکپارچگی سخت افزار ساختاری تحت محیط های متغیر بار که در آن خستگی و شکستگی باید توجه ویژه ای شود، می پردازد. این کتاب نتیجه سال‌ها تجربیات آکادمیک و صنعتی است که نویسنده اصلی و نویسندگان مشترک از طریق کار خود با هواپیما و سازه‌های هوافضا جمع‌آوری کرده‌اند.

In the preliminary stage of designing new structural hardware that must perform a given mission in a fluctuating load environment, there are several factors the designers should consider. Trade studies for different design configurations should be performed and, based on strength and weight considerations, among others, an optimum configuration selected. The selected design must be able to withstand the environment in question without failure. Therefore, a comprehen­ sive structural analysis that consists of static, dynamic, fatigue, and fracture is necessary to ensure the integrity of the structure. During the past few decades, fracture mechanics has become a necessary discipline for the solution of many structural problems. These problems include the prevention of failures resulting from preexisting cracks in the parent material, welds or that develop under cyclic loading environment during the life of the structure. The importance of fatigue and fracture in nuclear, pressure vessel, aircraft, and aerospace structural hardware cannot be overemphasized where safety is of utmost concern. This book is written for the designer and strength analyst, as well as for the material and process engineer who is concerned with the integrity of the structural hardware under load-varying environments in which fatigue and frac­ ture must be given special attention. The book is a result of years of both acade­ mic and industrial experiences that the principal author and co-authors have accumulated through their work with aircraft and aerospace structures.