تحلیل چند مقیاسی رشد شبه استاتیکی چندین ترک در مواد تابعی با استفاده از روش المان محدود توسعه یافته و روش دینامیک مولکولی

امروزه یکی از مسائل حائز اهمیت در صنعت، شکست قطعات بر اثر رشد ترک می باشد. از میان ابزار محاسباتی عددی در نظریه های محیط پیوسته، امروزه روش المان محدود توسعه یافته به دلیل ویژگی هایی اعم از استقلال ترک از شبکه، عدم نیاز به شبکه بندی مجدد و… به عنوان ابزاری کارآمد در زمینه ی شبیه سازی ترک مطرح می¬باشد. ولی این روش به تنهایی قادر به بیان تمامی ویژگی های میکروسکوپیک و مشاهدات تجربی دینامیک ترک یا شکل سطح ترک نیست. ویژگی¬های میکروسکوپیک مواد اغلب توسط وقایعی که در سطح اتمی رخ می دهد، تعیین می شود. یکی از روش های تحلیل در مقیاس اتمی روش دینامیک مولکولی می باشد. برای شبیه سازی دینامیک مولکولی از نرم افزار lamms استفاده شده است. در این پایان نامه سعی شده تا با استفاده از تلفیق روش المان¬محدود توسعه یافته و روش دینامیک مولکولی به بررسی رشد ترک تحت بار گذاری شبه استاتیکی پرداخته شود. این شبیه¬سازی برای صفحه¬ی دوبعدی از جنس مواد تابعی در ابعاد ماکروسکوپیک مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که مسیر رشد ترک پس از چند گام تقریبا به صورت مستقیم الخط در می آید. مسیر رشد شبه استاتیک ترک به طور کلی تقریبا مستقل از نوع ماده تابعی است. به طور کلی مقادیر ضریب شدت تنش ki رو به افزایش است و در بارگذاری ترکیبی مقادیر ki,kii با نوسان بوده و به تبع آن مسیر رشد ترک نیز با نوسان همراه است. مقادیر ki در بار گذاری ترکیبی در ابتدا دارای نوسان بوده و بعد از چند گام به طور افزایشی تغییر می¬کند، به همین دلیل مسیر رشد ترک بعد از چند گام تقریبا مستقل از زاویه ترک اولیه رو به مسیر مستقیم الخط بر می دارد. در بارگذاری ترکیبی با افزایش نسبت e_2?e_1 مقدار ضریب شدت تنش ki کاهش می یابد.