محاسبه ضرایب شدت تنش در دیسک دوار شیاردار حاوی ترک شعاعی تحت بارگذاری مود اول خالص

با توجه به کاربرد زیاد دیسک های دوار در صنایع هوافضا، امروزه طراحی و مطالعه این دیسک ها در صنعت هوافضا تحت شرایط کاری گوناگون، دارای اهمیت بسیاری است. یکی از مهمترین موضوعات در زمینه دیسک های دوار، بحث مکانیک شکست و مسائل مربوط به رشد ترک در این دیسک ها می باشد. در این مقاله، به محاسبه پارامترهای شکست در دیسک دوار شیاردار حاوی ترک شعاعی تحت مود I خالص پرداخته شده است. در این راستا یک ترک شعاعی نیم بیضوی در یک دیسک دوار شیار دار با شعاع خارجی ۱۱۰ میلی متر و شعاع داخلی ۲۵ میلی متر تحت نیروی گریز از مرکز در نظر گرفته شده است و از دیدگاه مکانیک شکست به عوامل موثر بر ایجاد ترک و گسترش آن پرداخته شده است. تاثیر پارامترهای مختلف نظیر نسبت منظر ترک، سرعت دورانی و جنس دیسک دوار بر روی مقادیر ضرایب شدت تنش و رشد ترک در دیسک های دوار شیاردار مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج المان محدود حاصله مشخص گردید مقدار نسبت منظر ترک در محل وقوع نقطه بحرانی در جبهه ترک به طور مستقیم تاثیر گذار است به نحوی که نقطه بحرانی در ترک ها با نسبت منظرهای ۰/۴ و ۰/۶ که ترک بیشتر حالت بیضوی دارد در عمیق ترین نقطه ترک اتفاق می افتد ولی در ترک ها با نسبت منظرهای ۰/۸ و ۱ که ترک بیشتر حالت دایروی دارد، نقطه بحرانی در سطح آزاد ترک اتفاق می افتد. همچنین نتایج نشان دادند که دیسک دوار فولادی و تیتانیومی نسبت به دیسک دوار آلومینیومی حساسیت بیشتری نسبت به تغییرات ضریب شدت تنش دارند.

Keywords:

دیسک دوار , نیروی گریز از مرکز , ضریب شدت تنش , ترک نیم بیضوی