تحلیل معکوس توزیع خواص FGM برای ایجاد ویژگی های شکست مطلوب در یک صفحه ترک دار تحت بار گذاری ترمومکانیکی

در این مقاله، تحلیل معکوس توزیع خواص یک ماده هدفمند تابعی با معلوم بودن پارامتر های شکست مورد توجه قرار گرفته است. جسم مورد بررسی یک صفحه ضخیم دارای ترک لبه ای است. مطالعات تجربی صفحات ضخیم از جنس مواد هدفمند تابعی نشان می دهد در اینگونه اجسام به دلیل ناهمگن بودن ویژگی های حرارتی و سرمایش از دمای ساخت تا دمای محیط در حالت گذار، احتمال ایجاد ترک بسیار زیاد می باشد. لذا طراحی بر مبنای معیار های شکست بخش مهمی از مطالعات مواد هدفمند تابعی را تشکیل می دهد. بررسی مکانیک شکست مواد هدفمند به روش مستقیم به منظور تعیین پارامتر های شکست از جمله مطالعات مرسوم در این حوزه به شمار می آید در حالیکه حل معکوس آن اگرچه در مرحله طراحی کاربرد بیشتر و موثرتری دارد اما به دلیل پیچیدگی روابط کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه بر اساس روش کلی محاسبه ضرایب شدت تنش، روشی پیشنهاد داده شده است که با مشخص بودن چقرمگی شکست می توان توزیع خواص در ماده هدفمند را محاسبه نمود. بمنظور ارائه نتایج عددی از ماده هدفمندی با ترکیب کاربید تیتانیوم - آلومینا استفاده و مسئله معکوس برای دو نمونه چقرمگی شکست پیش فرض حل گردیده است. همچنین اثر ضخامت صفحه بر روی توزیع خواص تعیین و نتایج بدست آمده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این مقاله نشان می دهد می توان توسط روش پیشنهاد شده و با انتخاب صحیح توزیع خواص، پارامتر های شکست یک ماده هدفمند تابعی را در مرحله طراحی کنترل نمود