ضرایب شدت تنش و مسیر انتشار ترک تحت شرایط مد مرکب

Abstract

استفاده از قوانین انتشار ترک بر اساس ضرایب شدت تنش جزء پرکاربردترین روشهای مهندسی مکانیک شکست است. مشخصه ضرایب شدت تنش به عنوان پارامترهای مهم در تجزیه و تحلیل شکست است. در تجزیه و تحلیل شکست الاستیک، ضرایب شدت تنش به میزان تنش نزدیک به نوک ترک و ارائه اطلاعات اساسی در مورد نحوه انتشار ترک را مشخص می کند. زمانی که بار گذاری و یا هندسه یک سازه حول ترک متقارن نباشد، پارگی در حالت مرکب از بارگذاری رخ می دهد، و ترک در یک خط مستقیم منتشر نمی شود. پس برای تعیین جهت جدیدی از انتشار ترک استفاده از معیارهای زاویه پیچ خوردگی لازم است. هدف از این کار ارائه مدل عددی از انتشار ترک تحت شرایط مرکب از حالت بارگذاری است. در هر ترک میزان افزایش طول، زاویه پیچ خوردگی به عنوان یک تابع از عوامل شدت تنش ارزیابی شده است. این پژوهش با هدف تعیین ضرایب شدت تنش برای مسئله انتشار ترک و تعیین مسیر رشد آن تحت آنالیز شکست الاستیک خطی است. محور اصلی این پژوهش بررسی چگونگی رشد و انتشار ترک در یک صفحه تحت بارگذاری کششی و شرایط مد مرکب می باشد. برنامه المان محدود ANSYS و برنامه رشد ترک FRANC3D برای شبیه سازی رشد ترک و برای محاسبه تنش و ضرایب شدت تنش مورد استفاده قرار می گیرد. با بررسی نتایج حاصل مشاهده شد، مسیر رشد ترک از امتداد اولیه 45 درجه و همچنین ضرایب شدت تنش بدست آمده از تحلیل با نتایج حاصل از روش تجربی، توافق خوبی دارند که دقت و صحت روش استفاده شده در این تحقیق را نشان می دهد.