تخمین عمر خستگی پر چرخه مواد فلزی با استفاده از مدل آسیب دو مقیاسی

امروزه در صنایع مختلف، بررسی طول عمر، تخمین و همچنین پیشبینی خرابی سازهها از مسائل مهم در طراحی و تحلیل سازههای مهندسی برای محققین میباشد. در مقاله حاضر، جهت تخمین عمر خستگی پر چرخه مواد فلزی از مدل خرابی ارائه شده توسط لمتر در قالب آسیب دو مقیاسی استفاده شده است. خرابی به صورت میزان تضعیف مدول الاستیسیته ماده در اثر اعمال چرخههای بارگذاری تعریف میشود. آسیب پدیده ای غیر خطی است که با فراتر رفتن تنش از حد تنش تسلیم ماده رخ میدهد و به بارگذاری در ناحیه پلاستیک بستگی دارد. در مدل آسیب لمتر پارامتر اسکالر آسیب تعریف میشود که این پارامتر بین صفر تا یک متغیر بوده و هر چه به یک نزدیکتر باشد، نشاندهنده شدت آسیب و تضعیف مدول الاستیسیته ماده است. در این تحقیق، با استفاده از مدل لمتر، طول عمر مادهای مشخص طی بارگذاریهای مختلف با تعداد سیکلهای بالا در قالب کنترل نیرو در دو مقیاس ماکرو و میکرو با در نظر گرفتن شرایط متفاوت مانند اعمال آسیب اولیه، کرنش پلاستیک تجمعی اولیه، بارگذاری ترکیبی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. بنحوی که در مقیاس ماکرو ماهیت ماده الاستیک بوده بطوری که تنش از حد تنش تسلیم فراتر نمیرود، ولی در بررسی مقیاس میکرو، زمانی که تنش اعمالی از حد خستگی ماده فراتر رود وارد ناحیه پلاستیک شده و میزان خرابی و تعداد سیکلهای بارگذاری تا شکست مشخص میشود. همچنین تاثیر رفتار خرابی تک جهته در مدلسازی آسیب صورت گرفته است. نتایج حاصل از این تحقیق، با نتایج تجربی و شبیه سازی مراجع دیگر مقایسه شده است که تطابق خوبی بین نتایج را نشان میدهد. در حالت کلی نتایج بدست آمده نشان میدهد که مدل آسیب دو مقیاسی ابزاری مناسب برای تخمین عمر و میزان خرابی رخ داده در سازههای تحت بارگذاری خستگی پر چرخه میباشد.

Keywords:

آسیب , خستگی پر چرخه , مدل دو مقیاسی , تخمین عمر , اثر خرابی تک جهته