پیاده سازی مدل آسیب نرم-ترد آلیاژ آلومینیوم 2024 تحت بارگذاری دوره ای

مکانیک آسیب یکی از بخش های مهندسی مکانیک است که بهتعیین عمر قطعات و تعیین محل های آسیب پذیر است . این شاخه از علم مکانیک برای مدل سازی ریز حفره ها در فرآیندهای صنعتی بسیار کارآمد است.مدل های متنوعی که تاکنون در زمینه مکانیک آسیب ارائه شده اند بیشتر برای مواد نرم و یا مواد ترد بوده است. اماامروزه بررسی آسیب موادی با رفتار دوگانه ی نرم و ترد بسیار مورد توجه محققین قرار گرفته است. این مواد تحت بارگذاری های مختلف در امتدادهای مختلف مقاطع شکست متفاوتی از خود نشان می دهند که بیانگر رفتار دوگانه این مواد است.این مواد به علت استحکام بالا در برابر بارگذاری های متفاوت در فرآیندهای صنعتی بسیار کاربرد دارند و در صنایع مختلفی مانند صنایع هوایی از آن ها استفاده می شود. آلیاژ 2024 آلومینیوم از جمله این مواد استکه به علت استحکام بالا نسبت به وزن کم بسیار پرکاربرد است به طوری که به طور گسترده در ساخت اجزای صنعت هوایی کاربرد دارد.این ماده در دمای محیط نرمی کمی از خود نشان می دهد؛ با انجام عملیات حرارتی بر روی این ماده می توان آن را برای اسفاده-های کاربردی فراوان آماده کرد. بر اساس مشاهدات آزمایشگاهی رفتار آلیاژ آلومینیوم 2024 به شدت به جهت بارگذاری وابسته است؛ به طوری که رفتاری بین حالت نرم و ترد از خود نشان می دهد. این ماده به طور خاص در امتداد عمودی رفتار شبه ترد از خود نشان می دهد. برای مدل سازی رفتار این ماده کینتزل یک مدل همگن نرم-ترد ارائه داده است. در این پژوهش در ابتدا به بررسی رفتار ورق این آلیاژ تحت بار محوری بر اساس مدل آسیب شبه ترد کینتزل پرداخته شده است. اکثر کارهایی که در زمینه مکانیک آسیب بر روی مواد نرم-ترد صورت گرفته است تحت بارگذاری یکنواخت بوده و مدل های آسیب تحت بارگذاری های دوره ای پیاده سازی نشده-اند. از این رو در این پژوهش با توجه به کاربرد بسیار مواد نرم- ترد، به پیاده سازی مدل آسیب شبه ترد کینتزل تحت بارگذاری های دوره ای پرداخته شده است. هدف این پژوهش تعیین عمر قطعات مکانیکی شبه ترد تحت بارگذاری های مختلف بر اساس اصل رشد آسیب است؛ از این روبا توجه به این پیاده سازی برای تخمین عمر یک مورد مطالعاتی در صنایع هوایی استفاده شده است. بررسی عملکرد بال هواپیما از جنس آلیاژ 2024 آلومینیوم تحتفشار هوا مورد مطالعاتی این پژوهش است. این پژوهشنشان می-دهدمواد نرم-ترد تحت بارگذاری های دوره ای استحکام خوبی از خود نشان می دهند؛ علاوه برآن با توجه به سهم کمتر بخش آسیب تردتاثیر آسیب ترد به مراتب از آسیب نرم بر روی آسیب کلی ماده کمتر است. هم چنین تاثیر کرنش اعمالی بر روی آسیب ترد به مراتب کمتر از آسیب نرم است.