شبیه‌سازی المان گسسته گسترش ترک در پوشش‌های ترد

پوشش‌دهی قطعات و اجزاء در صنایع مختلف به منظور بهبود خواص سطح آن‌ها انجام می‌شود. در این بین، پوشش‌های ترد در کاربردهایی نظیر افزایش مقاومت در برابر خوردگی و حرارت بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. مود آسیب غالب در این ساختارها، ایجاد ترک و گسترش آن است، از این‌رو بررسی رفتار شکست در این ساختارها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این مقاله، از روش المان گسسته برای شبیه‌‌سازی فرآیند ایجاد آسیب اولیه و گسترش آن در ساختارهای شامل پوشش و بستر، به دلیل قابلیت بالای آن در پیش‌بینی این فرآیند، استفاده شد. رفتار پوشش و بستر به صورت ترد الاستیک در نظر گرفته‌ شد و اثر پارامترهای اختلاف ضرایب الاستیک اجزای تشکیل دهنده و ضخامت پوشش بر گسترش آسیب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد، در ساختارهایی که سفتی پوشش به مراتب کم‌تر از سفتی بستر است، در ضخامت‌های کم پوشش، مود غالب آسیب، ایجاد ترک و گسترش آن به داخل بستر است، در حالی که با افزایش ضخامت پوشش، گسترش ترک به داخل و یا به موازات فصل مشترک بین پوشش و بستر اتفاق افتاد. اما در ساختارهایی که در آن سفتی پوشش بزرگ‌تر از بستر است، بدون توجه به ضخامت پوشش، گسترش آسیب به داخل بستر نفوذ کرد.