تحلیل فرآیند ترک خوردگی با استفاده از روش تحلیل عددی اجزای محدود

مقاله تحلیل فرآیند ترک خوردگی با استفاده از روش تحلیل عددی اجزای محدود

ترک خوردگی به عنوان یکی از عوامل مهم بر کاهش دوام و مقاومت و ظرفیت باربری قطعات به شمار می رود. در این پژوهش مدل سازی و تحلیل ترک با استفاده از روش عددی المان محدود و نرم افزارهای ansys ,abaqus مورد بررسی قرار گرفت. مهمترین عامل در تحلیل ترک تعیین حالت بحرانی وضعیت ترک خوردگی است. در این خصوص می توان با تحلیل اولیه و بررسی وضعیت تنش ها گستره ترک را مشخص نمود و در ادامه با مدل سازی مستقیم ترک براساس مشاهدات به دست آمده تاثیر آنرا بر نتایج تنش و تغییرشکل جسم ترک خورده بررسی نمود. بر این اساس سه پارامتر طول ترک و زاویه ترک و فاصله ترک ها در این پژوهش مورد توجه قرار گرفت. براساس تحلیل انجام شده بر روی ورق فلزی در حالات دو و سه بعدی مشاهده گردید که با افزایش طول ترک تا حدود 40 میلی متر، ماکزیمم تنش ایجاد شده در اطراف ترک به صورت ملایم رو به افزایش می باشد ولی با افزایش طول ترک به میزان 80 میلی متر شاهد افزایش ناگهانی تنش ماکزیمم می باشیم که این موضوع نشان دهنده بحرانی بودن شرایط برای حالتی است که طول ترک از حد معینی بیشتر می گردد. لذا توسعه ترک خوردگی به صورت نرم و تدریجی تا حد معینی می تواند قابل قبول باشد و علیرغم اینکه صفحه فولادی بوده و دارای شکل پذیری بالایی بوده باز مشاهده می گردد که زمانی که طول ترک از حدی معین بیش تر می شود شرایط بحرانی می باشد. هم چنین وجود ترک قائم و مورب شرایط بحرانی را در بر داشته و در این بین ترکهای مورب بیش ترین تاثیرات منفی را داشته و لیکن ترک افقی چندان مخرب نبوده و نمی تواند شرایط بحرانی را ایجاد کند. نتایج به دست آمده به وضوح نشان داد که تمرکز تنش عمدتا در ترک های ابتدایی و انتهایی ایجاد شده است. تغییر شکل ایجاد شده در ترک های ابتدایی و انتهایی نیز بیش تر می باشد. از طرفی برای حالت ترک های مورب تنش ماکزیمم در دو سر تمامی ترک ها مشاهده می شود که در خصوص ترک های مجاور نزدیک به یکدیگر این مساله بحرانی تر می باشد. در کل در اینحالت نیز گروه ترک های مورب شرایط بحرانی تری را دارا هستند.