تعیین ابعاد ترک سطحی برمبنای معیار LBB در مواد ناهمسان

جلوگیری از انفجارناگهانی لوله ها و مخازن تحت فشار به واسطه رشد ترک سطحی نیم بیضوی در راستای جداره ناهمسان ١ امری مهم و حیاتی است، بطوریکه با رشد ترک سطحی در راستای جداره، مخزن یا لوله تحت فشار دچار نشت شده و از شکست و انفجار ناگهانی آن جلوگیری به عمل می آید . امروزه در طراحی مخازن تحت فشار در کاربردهای مختلف، بخصوص کاربردهای حساس از جمله کاربرد در صنایع اتمی، پتروشیمی و نظامی از معیار LBB یا نشت قبل از شکست ٢ استفاده می شود . این امر با ایجاد ترک سطحی نیم بیضوی در داخل مخزن تحت فشار ممکن است . این ترک باعث می شود تا مخزن قبل از انفجار به هر دلیلی، نشت کرده واز شکست ناگهانی آن جلوگیری گردد . به دست آوردن ابعاد ترک و نوع آن بر مبنای معیار LBB هدف این تحقیق می باشد . به دلیل فرض ناهمسان بودن ماده، چقرمگی شکست در دو راستای رشد ترک یعنی راستای ضخامت و محوری متفاوت می باشد . مقادیر چقرمگی شکست در این دو راستا با استفاده از استاندارد D 5045 برای مواد پلاستیکی از طریق آزمایش به دست می آیند . ضریب شدت تنش نیز در جهت ضخامت ومحوری به ازای عمق ترک بر نصف طول ترک (a/c) مختلف با استفاده از روش تحلیلی و المان محدود سه بعدی محاسبه شده و با احتساب مقادیر چقرمگی در راستای ضخامت و محوری در ماده ناهمسان، محدوده ای بر اساس عمق ترک بر نصف طول ترک به دست می آید . این محدوده که براساس معیار LBB به دست آمده در لوله تحت فشار پلاستیکی ناهمسان آزمایش گردیده و پس از به دست آمدن مقادیر فشار نشتی و شکست، صحت آن مورد تایید قرار می گیرد . روابط مخازن جدار ضخیم و مکانیک شکست برای تحلیل تئوری ونرم افزارAnsys برای تحلیل عددی بکار گرفته می شود