تحلیل مود مختلط رشد ترک خستگی پنل‌های آلومینیومی حاوی ترک ترمیم شده با وصله‌های کامپوزیتی به روش المان محدود توسعه یافته

روش المان محدود توسعه یافته (XFEM) یکی از قوی‌ترین روش‌های عددی در مدل‌سازی ناپیوستگی بوده و بر پایه المان محدود می‌باشد. در این روش با غنی‌سازی گره‌ها و افزایش درجات آزادی آن‌ها از 2 به 4 و حتی در شرایط خاص به 10 به‌طور مجازی و بدون نیاز به تطبیق مش با هندسه ناپیوستگی، امکان مدل‌سازی فراهم می‌شود. در المان محدود لزوم تطابق کامل لبه المان‌ها با لبه ترک، تغییر المان‌بندی در هر مرحله از رشد ترک را نیازمند است که روند تحلیل رشد ترک را با صرف وقت و محاسبات زیادی روبرو می‌کند. یکی از اهداف اصلی در این تحقیق بیان روشی نوین برای مدل‌سازی ساده‌تر رشد ترک خستگی و دستیابی به عمر سازه از طریق محاسبه ضرایب تمرکز تنش می‌باشد. با روش المان محدود توسعه یافته برای هر نوع ترک تنها با یک المان‌بندی ساده می‌توان نتایج مورد نظر را با دقت بالایی محاسبه نمود. در این تحقیق با قابلیت المان محدود توسعه یافته در محیط نرم‌افزار آباکوس، مدل‌سازی مود ترکیبی سه بعدی رشد واقعی ترک در ترمیم نامتقارن پنل، انجام شده است. در این روش تغییرات پارامترهای شکست در راستای ضخامت در لایه چینی‌های متفاوت بررسی شده است. نمونه‌ها در این تحقیق شامل رشد ترک در مود ترکیبی است. با بررسی نتایج XFEM حاصل از این تحقیق و نتایج FEM و تجربی تحقیقات گذشته، مشخص شد که نتایج روش XFEM خطای کمتری نسبت به نتایج تجربی دارند.