بررسی فشار ترکیدگی استوانه دولایه‌ی متداخل اتوفرتاژ شده با وجود ترک در سطح داخلی، بر اساس انتگرال J

Abstract

مخازن استوانه­ای جدار ضخیم در صنایع نفت، شیمیایی، هسته­­ای و نظامی به منظور تحمل فشارهای داخلی کاربرد ویژه­ای دارند. وجود تنش پسماند فشاری در جداره­ی مخازن جدار ضخیم موجب افزایش فشار ترکیدگی و عمر خستگی آن می­گردد. فرآیندهای اتوفرتاژ و تداخل شعاعی در استوانه­ی چندلایه­ از روش­های مرسوم ایجاد تنش پسماند در جداره­ی مخازن می­باشند. به منظور دستیابی به استحکام و عمر خستگی بالاتر، از ترکیب این دو فرآیند نیز استفاده می­شود. انتگرال J معیار مناسبی جهت ارزیابی رشد ترک در میدان­های کرنش الاستیک و الاستوپلاستیک می­باشد. در این پژوهش با استفاده از روش اجزای محدود، توزیع انتگرال J در طول پیشانی ترک نیم بیضی در سطح داخلی استوانه­ی دولایه­ی متداخل که انتهای آن بسته بوده و لایه داخلی آن اتوفرتاژ گردیده، محاسبه و سپس فشار ترکیدگی بر مبنای معیار چقرمگی شکست ماده، JΙC تعیین شده است. همچنین تاثیر پارامترهای مقدار اتوفرتاژ، تداخل شعاعی، عمق، زاویه و شکل ترک بر توزیع انتگرال­ J و فشار ترکیدگی بررسی گردیده است. لایه­های داخلی و خارجی استوانه­ی دو لایه از جنس آلیاژ آلومینیوم 7075 گرید 6T در نظر گرفته شده است. رفتار سخت ­شوند­گی غیر خطی دوره­ای این آلیاژ با استفاده از مدل چابوچه، پیش بینی گردیده است. اعتبار پژوهش بررسی و دقت بالای نتایج، اثبات گردید