مدلسازی خودکار رشد ترک در مود مرکب و رشد ترک خستگی بدون مش‌بندی مجدد

Abstract

در این مطالعه به بررسی چگونگی رشد خودکار ترک به عنوان یکی از مسایل پیچیده عددی در مکانیک شکست پرداخته می‌شود. در این مطالعه برای فایق آمدن بر نواقص روش اجزای محدود استاندارد در مدلسازی ترک و رشد آن از روش اجزای محدود توسعه یافته (XFEM) استفاده شده است. در مطالعه حاضر از روش مجموعه‌ی تراز (LSM) مسیر رشد ترک در حالت مود مرکب مشخص می‌شود. همچنین برای مسایل دو بعدی صفحه‌ای با تعریف یک فضای کمکی، فاکتورهای شدت تنش با استفاده از انتگرال متقابل M که کاملاً بر پایه انتگرال مستقل از مسیر J استوار است، محاسبه می‌شوند. همچنین اختلاف نحوه رشد ترک برای شرایط مرزی متفاوت نشان داده می‌شود. در این مطالعه رشد پایدار ترک خستگی با اعمال تعداد سیکلهای بارگذاری متعدد و با استفاده از قانون پاریس به دست آمده است. در انتها برای حصول اطمینان از نتایج آنالیز عددی، نتایج به دست آمده برای فاکتورهای شدت تنش و نیز مسیرهای رشد ترک با نتایج تحلیلی فاکتورهای شدت تنش و نیز نتایج آزمایشگاهی در رشد ترک مقایسه می‌شود.