بررسی عددی تأثیر توزیع میکروترکها بر فاکتور شدت تنش ترک اصلی

در چند دهه ی گذشته، استفاده از اصول طراحی مکانیک شکست برای جلوگیری از شکست ناگهانی و یا تدریجی سازه ها و قطعات ماشین به یک نیاز تبدیل شده است. بسیاری از روش های تولید مواد و سازه به طور طبیعی ایجاد شکاف و یا ناپیوستگی می کنند. ترک ها می توانند از این شکاف ها و ناپیوستگی ها شروع به رشد نموده، موجب گسیختگی قطعه و نهایتاً از کار افتادگی سازه شوند. بنابراین مهمترین هدف علم مکانیک شکست، محاسبه ی میزان حساسیت قطعه به ترک و اندازه ی بحرانی ترک که می تواند سبب شکست ناگهانی در بارهای اعمالی شود، می باشد. در این تحقیق هدف مطالعه و تحلیل عددی اثرات ریزترک ها بر ضرایب شدت تنش ترک اصلی است. نحوه تأثیر و برهم کنش ریزترک ها در همسایگی نوک ترک اصلی بررسی می شود. همچنین اثرات توزیع یکنواخت یا تصادفی ریزترک ها بر ضرایب شدت تنش اصلی بررسی می شود. در عمل ضریب شدت تنش ترک اصلی آن بررسی می شود. همچنین برای صحت انجام کار از دو مدل که حل تحلیلی داشتند استفاده شده که نتایج بدست آمده از مدل سازی های صورت گرفته با خطای ناچیز صحت مدلسازی های انجام شده را تأیید می کند. با توجه به تحلیل های صورت گرفته با نزدیک شدن فاصله میکروترکها به ترک اصلی فاکتور شدت تنش ترک اصلی افزایش یافته شده است. و همچنین با فاصله گرفتن میکروترکها فاکتور شدت تنش کاهش یافته است تا جایی که دیگر میکروترکها تأثیر خود را از دست داده و فاکتور شدت تنش روند ثابتی را دنبال می کند.

Keywords:

مکانیک شکست , میکروترک , طول بحرانی ترک , فاکتور شدت تنش