بررسی عددی پارامترهای شکست در مسئله تماس لغزشی پانچ صلب تخت و جسم نیمه بی نهایت هدفمند در حضور ترک سطحی

Abstract

مواد هدفمند در دو دهه گذشته مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته¬اند. تغییرات تدریجی خواص در این مواد باعث شده تمرکز تنش، جوانه¬زنی، رشد ترک و جدایش لایه¬ها کاهش یابد. بیشتر کاربردهای مواد هدفمند شامل بارگذاری تماسی می¬باشد. در اثر این بارگذاری ترک¬های سطحی در قطعه بوجود آمده و سپس رشد می¬کنند. در نتیجه رشد ترک¬های سطحی از عمده مکانیزم¬های خرابی ساختارهای تشکیل شده از مواد هدفمند می¬باشد. در این مقاله تماس لغزشی دوبعدی یک پانچ صلب تخت بر روی یک زمینه همگن با پوشش هدفمند در حضور ترک سطحی بررسی شده است. مسئله به صورت کرنش صفحه¬ای در نظر گرفته شده است. خواص زمینه و لایه هدفمند به صورت الاستیک؛ و ضریب پواسون ثابت فرض شده است. مدول الاستیسیته در لایه هدفمند طبق مدل تی-تی-او محاسبه شده است. این مدل با تعریف پارامتر q، تاثیر برهم¬کنش¬های ریزساختارها را نیز در نظر می¬گیرد. برای حل معادلات حاکم از کدنویسی روش تفاضلات محدود در نرم¬افزار متلب استفاده شده است. اثر ناهمگنی، q، ابعاد پانچ، ضخامت لایه هدفمند و ضریب اصطکاک بر ضرایب شدت تنش مود اول و دوم بررسی شده است.