بررسی دینامیکی یک ترک ایستا در محیط محدود دو بعدی ارتوتروپیک با روش المان محدود توسعه یافته

Abstract

در این مقاله، بررسی رفتار ترک در مواد ارتوتروپیک به صورت محاسبه ضرایب شدت تنش با استفاده از روش اجزای محدود توسعه‌یافته ( XFEM ) ارائه شده است. مدل‌سازی ترک شامل فرآیند غنی‌سازی حوزه نوک ترک برای ناپیوستگی متغیر در سطح ترک با استفاده از مجموعه بردارهای مرتبه ای انجام شده است. برای غنی¬سازی حوزه نوک ترک از توابع عنی¬سازی مواد ارتوتروپیک استفاده شده است. در معادلات الاستودینامیک گسسته، برای انتگرال زمانی روش نیومارک بکار برده شده است. روش انتگرال برهم‌کنش نیز برای محاسبه ضرایب شدت تنش به کار رفته است. در چند مثال عددی، رفتار ترک تحت بارگذاری استاتیکی و دینامیکی بررسی شده است و نتایج مورد بحث قرار گرفته است، نتایج تحلیل تطابق قابل قبولی با مقادیر گزارش¬شده دارد. اثر زاویه ارتوتروپی روی تغییرات زمانی ضرایب شدت تنش بررسی شده است. همچنین تاثیر زاویه ترک روی مقدار حداکثر ضرایب شدت تنش و زمان وقوع آن بحث شده است.