مقایسه روش های اجزای محدود متداول و توسعه یافته در پیش بینی شکست نمونه با شیار کلیدی شکل تحت بارگذاری مود ترکیبی

مواد ترد به‌علت سختی قابل‌توجه و هم‌چنین شکل‌پذیری اندک، کاربرد زیادی در صنایع گوناگون مانند اتوموبیل‌سازی، دریایی و هوایی دارند. بنابراین بررسی رفتار خرابی و شکست مکانیکی این مواد یکی از مهم‌ترین چالش‌های مهندسین و محققین است. هدف اصلی این مقاله مقایسه کارایی روش اجزای-محدود توسعه‌یافته با روش اجزای‌محدود متداول در پیش‌بینی ایجاد و رشد ترک در یک ماده ترد می‌باشد. برای این منظور ابتدا با به‌کارگیری مدل‌های آسیب موجود در نرم‌افزار اجزای‌محدود آباکوس بر مبنای روش اجزای‌محدود متداول و توسعه‌یافته، پیدایش و رشد ترک در یک نمونه گرافیتی دارای شیار کلیدی‌شکل شبیه‌سازی ‌می‌گردد. سپس، مقادیر زاویه ایجاد ترک و حداکثر نیروی قابل‌تحمل در قطعه تحت شرایط مختلف بارگذاری ترکیبی پیش‌بینی شده، با نتایج تجربی مقایسه و اعتبارسنجی می‌گردد. مقایسه نتایج عددی حاصل از شبیه‌سازی‌های روش اجزای‌محدود متداول و توسعه‌یافته با نتایج تجربی آشکار می‌کند که در مقایسه با روش اجزای‌محدود متداول، روش اجزای‌محدود توسعه‌یافته علاوه بر کاهش هزینه محاسبات و هم‌چنین حساسیت به اندازه المان‌ها‌ در المان‌بندی، از دقت بالاتری برخوردار بوده و کارایی بیشتری در پیش‌بینی ایجاد و رشد ترک در مواد ترد دارد.