علت های ریزساختاری که اکثراً پدیده های تصادفی هستند, مانند اندازه دانه، نحوه قرارگیری و شکل آنها، جهات کریستالی دانه و خواص مرز دانه اثرات بسزایی در رفتار ترک در ابعاد ریزساختاری دارند. هدف اصلی این تحقیق، بدست آوردن یک روش مدل سازی آماری بر اساس شبیه سازی هندسی ریزساختار ماده برای رشد ترک در زمینه آلیاژ تیتانیوم ti-6al-4v است که در آن بدون انجام آزمون های پرهزینه و زمان بر بتوان داده هایی قابل اعتماد با همان ویژگی های آماری که در آزمون واقعی بدست می آید را استخراج کرد. به این منظور در این تحقیق ابتدا معیاری صحیح جهت پیش بینی مسیر رشد ترک در ابعاد ریزساختاری را ارائه شده و سپس با شبیه سازی هندسی ریزساختار بصورت کاملاً تصادفی، زمینه برای رفتار تصادفی ماده در قبال رشد ترک آماده شده است. برای مقایسه نتایج مدل سازی با داده های واقعی، از نتایج تست قطعه ct برای پارامتر ?k استفاده شده است. در فصل اول، ابتدا به معرفی آلیاژ تیتانیوم و انواع ریزساختارهای آن پرداخته می شود. در فصل دوم اثرات ریزساختار بر روی خواص مکانیکی این آلیاژ و همچنین اثرات ریزساختاری بر روی نرخ رشد ترک و مسیر رشد ترک در آلیاژهای مختلف بویژه آلیاژ تیتانیوم پرداخته شده است. در فصل سوم معیارهای رشد ترک بطور کامل مورد بررسی قرار گرفته و در انتهای فصل معیار پیشنهادی جهت پیش بینی مسیر رشد ترک در ابعاد ریزساختاری ارائه شده است. در این تحقیق معیار پیشنهاد شده برای دو آلیاژ تک فازی نیکل و دو فازی تیتانیوم مورد آزمایش قرار گرفته و نتایج پیش بینی مسیر رشد ترک با ترک واقعی مقایسه شده است. نتایج حاصل از مقایسه، حاکی از صحت معیار پیشنهادی و دقت قابل قبول بویژه در آلیاژهای تک فازی است. در فصل چهارم شبیه سازی تصادفی ریزساختار آلیاژ تیتانیوم به روش الگوریتم ورونوی انجام گرفته و نتایج حاصل با استفاده از پردازش تصویر با تصاویر پردازش شده از ریزساختار واقعی مقایسه شده است. برنامه نوشته شده در نرم افزار متلب قابلیت تولید انواع ریزساختارهای چند فازی منطبق بر داده های آماری متفاوت که به عنوان ورودی در اختیار برنامه قرار می گیرد را دارا می باشد. در فصل پنجم با قرار دادن ریزساختار شبیه سازی شده به عنوان زمینه ی قطعه استاندارد ct، رشد ترک طبق معیار پیشنهادی انجام گرفته و پارامترهایی از قبیل ضریب شدت تنش با مقادیر واقعی آزمون مقایسه شده است. مقایسه نتایج مدل سازی و نتایج حاصل از آزمون حاکی از صحت روش ارائه شده در این تحقیق برای مدل سازی رشد ترک خستگی در ابعاد ریزساختاری و رفتار یکسان آماری داده های حاصل از مدل سازی و نتایج آزمون است. در انتها نیز نتیجه گیری و چشم انداز کار های آینده جهت استفاده و بهبود اینگونه مدل سازی برای بررسی و طراحی قطعات پیچیده ارائه شده است.

یکی از مهمترین چالش¬هایی که مهندسان مکانیک و هوافضا با آن روبرو هستند، گسیختگی و از کار-افتادگی سازه¬ها به¬دلیل شکست می¬باشد که منجر به گسیختگی مکانیکی و به مخاطره¬انداختن سلامت انسان می¬شود. خستگی بدون شک مهم ترین نوع شکست موجود در مسائل مهندسی است. خستگی یک پدیده سطحی موضعی است که توسط اعمال مکرر تنش به وجود می آید. محققان متعددی تخمین زده اند که حدود 80 درصد از گسیختگی اجزا و سیستم¬های مکانیکی¬ بر اثر خستگی به وجود می¬آیند. دلیل وقوع شکست در سازه¬های مکانیکی، ایجاد ترک و رشد آنها می¬باشد. بنابراین آگاهی از روش¬های شبیه¬سازی ترک¬های موجود در سازه و چگونگی رشد آنها و تأثیر آن بر طراحی اجزای سازه¬های مکانیکی حائز اهمیت می باشد. در این تحقیق به بررسی خستگی و شکست در محور پروانه¬ی قایق پرداخته شده است. عموماً خستگی و شکست در سه مرحله¬ی جوانه¬زنی ترک، رشد ترک و درنهایت شکست قطعه اتفاق می¬افتد. به طور کلی اهداف این تحقیق عبارت است از: این¬که در چه مکانی ترک¬ها ایجاد می¬شوند و با چه نرخی رشد خواهند کرد. همچنین طول ترک بحرانی که در آن، سازه در برابر بار اعمالی بسیار آسیب پذیر شده و در آستانه¬ی شکست قرار می¬گیرد تعیین و عمر خستگی متناسب با این طول ترک، بدست می¬آید. در این تحقیق، برای تجزیه و تحلیل تنش و تحلیل ترک از نرم¬افزار اجزای محدود آباکوس استفاده شده است.

هدف از این تحقیق شبیه سازی اجزا محدود آزمایش سفتی لوله های کامپوزیتیِ تولید شده به روش رشته پیچی و نحوه تاثیر جدایش بین لایه ای بر پارامتر سفتی و همچنین نحوه گسترش جدایش با استفاده از روش المان های چسبنده می باشد. جدایش بین لایه ای از جمله عیوبی می باشد که به دلایل مختلف از جمله فرآیند ساخت، ضربه و خستگی در ساختارهای کامپوزیتی از جمله لوله ها ایجاد می شود. برای این منظور ابتدا تحلیل اجزا محدود با در نظر گرفتن جدایش بین لایه ای انجام شد و بدین ترتیب اثرات پارامترهای مختلفِ جدایش از جمله اندازه جدایش، عمق جدایش و شکل اولیه جدایش بر روی مقدار سفتی لوله بررسی گردید؛ و در نهایت رشد جدایش و تاثیر شکل و اندازه اولیه آن بر روی نحوه رشد عیب تحت بارگذاری این آزمایش مورد بررسی قرار گرفت. به منظور مقایسه نمونه های دارای جدایش با نمونه بدون عیب، استوانه کامپوزیتی بدون عیب تحلیل گردید که در این حالت سفتی 9033 پاسکال محاسبه شد. با بررسی نتایج مشخص گردید که کمترین مقدار سفتی در جدایش با زاویه 90 درجه می باشد که در این حالت سفتی به میزان 16 درصد نسبت به نمونه بدون عیب کاهش می یابد؛ همچنین در مورد عمق قرارگیری جدایش نیز با نزدیک شدن به وسط جداره لوله، سفتی به میزان بیشتری کاهش می یابد. هرچه گستردگی هندسه جدایش در جهت محیطی نسبت به جهت طولی بیشتر باشد، سفتی به میزان بیشتری کاهش می یابد و جدایش نیز با سرعت بیشتری رشد پیدا می کند. نکته دیگری که با بررسی روند رشد جدایش مشخص می شود این است که با افزایش بارگذاری، رشد عیب در جهت محیطی به مراتب بیشتر از جهت طولی لوله می باشد.

چکیده ندارد.