شبیه‌سازی عددی شکست در مواد ترد با استفاده از روش اجزاء محدود توسعه‌یافته

امروزه مواد ترد و شبه­ترد به دلیل شکل‌پذیری بسیار کم و هم‌چنین استحکام و سفتی بالا در مقایسه با وزنشان، به­‌صورت گسترده در سازه‌های مختلف مانند سازه‌های هوافضایی استفاده می‌شوند. با افزایش کاربرد این مواد در صنعت، نیاز بیشتری برای تحلیل سازه‌های ترد احساس می‌گردد. در این مقاله ابتدا به‌منظور بررسی مکانیزم جوانه‌زنی و رشد ترک در مواد ترد، روش اجزاء محدود توسعه‌یافته به­کار برده می­شود. سپس، مدل‌های آسیب بر مبنای مدل‌های ناحیه چسبنده برای پیش­بینی ایجاد و رشد ترک در نظر گرفته می­شوند. در ادامه، با استفاده از نرم‌افزار اجزاء محدود تجاری آباکوس، تعدادی از مسائل آزمون شبیه‌سازی گردیده، مناطق آسیب‌دیده و بحرانی در آن‌ها پیش‌بینی می­شود. در آخر، نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌های عددی با نتایج تجربی و تئوری مقایسه و اعتبارسنجی ‌می­گردد. مقایسه نتایج عددی و تجربی آشکار می­کند که معیارهای آسیب بر پایه تنش از دقت بهتری نسبت به معیارهای آسیب بر پایه کرنش برخوردار میباشند. بنابراین نتیجه‌گیری می‌شود که در مقایسه با معیارهای آسیب بر پایه کرنش، استفاده از معیارهای آسیب بر پایه تنش در پیش‌بینی شکست مواد ترد مطمئن تر است.