بررسی و مدل سازی رشد ترک در مواد ایزوتروپیک به روش المان محدود توسعه یافته

به طور کلی مبحث گسترش ترک در مکانیک شکست یکی از موضوعاتی است که از سالیان گذشته مورد توجه محققین مختلف قرار گرفته است. علی رغم تمامی ویژگی های روش اجزاء محدود استاندارد، این روش دارای معایبی است که استفاده از آن را در بعضی مسایل به خصوص بحث گسترش ترک محدود می سازد. یکی از معایب عمده این روش وابستگی المانها به یکدیگر است لذا اعمال شرایط ناپیوستگی امکان پذیر نمی باشد، بنابراین مش بندی مجدد دامنه مورد مطالعه از چالش های مهم روش اجزاء محدود استاندارد محسوب می گردد. درحالیکه در روش اجزاء محدود توسعه یافته نیازی به مش بندی مجدد دامنه برای گسترش ترک نمی باشد.از طرفی وجود تکینگی تنش در نوک ترک مشکل دیگر این روش است که برای حل این مشکل باید از المانی که دارای تابع شکل غیر تکین است استفاده نمود. در روش اجزاء محدود توسعه یافته برای شبیه سازی رشد ترک و نیز رفع تکینگی تابع تنش از غنی سازی نقاط اطراف ترک استفاده می شود. همچنین برای بررسی گسترش ترک روش مجموعه تراز به کار می رود، با استفاده از مجموعه تراز می توان موقعیت نوک ترک و نیز بدنه ترک را در هر مرحله از رشد ترک یافت و در نتیجه المان هایی که باید غنی سازی گردند انتخاب نمود. علاوه بر این در این پژوهش از روش فرا معین برای محاسبه ضرایب شدت تنش و همچنین محاسبه ضرایب مراتب بالاتر بسط ویلیامز سازه های شامل ترک در مودهای مختلف بارگذاری استفاده می شود.کارایی روش ارائه شده از طریق تجزیه وتحلیل چند نمونه ایزوتروپیک ترک دار تحت بارگذاری خالص مود اول،خالص مود دوم و مود مرکب مورد بررسی قرار می-گیرد.دقت محاسبه و همگرایی ضرایب شدت تنش ترک و ترم های مراتب بالاتر بسط ویلیامز از مقایسه آن ها با نتایج موجود در مقالات ارزیابی می شود. همچنین رشد ترک خستگی در نرم افزارهای متلب و آباکوس مدل و نتایج حاصل از آن با هم مقایسه می شوند .