‫گسست ناشی از شکست، همواره از یک ترك در قطعه شروع میشود. ترك، از یک شیار یا از یک‬ ‫عیب و نقص ذاتی موجود در ماده آغاز میشود و اگر تحت بار استاتیکی یا دینامیکی قرار بگیرد، ممکن است‬ ‫شروع به رشد کند و در نهایت به شکست و خرابی قطعه منتهی شود.

‫در حال حاضر مکانیک شکست، مشتمل بر دو بخش «مکانیک شکست ارتجاعی خطـی»‬‬ (LEFM) ‫و «مکانیک شکست الاستیک-پلاستیک» (‪ (EPFM‬میباشد که بـا اسـتفاده از کمیـتهـایی تحـت عنـوان‬ «پارامترهاي شکست» میدان تنشی که اطراف نوك ترك را احاطه نموده مشخص مـی‌نماینـد و بـه عنـوان معیاري براي پیشبینی گسست به کار میروند.

 

fatigure-crack-growthبـا اسـتفاده از مبـانی مکانیـک شکسـت و‬ ‫تحقیقات فراوان بر روي بارگذاريهاي تناوبی بـا دامنـه ثابـت، مـدلهـاي کـاربردي کـه توانـایی توجیـه و پیشبینی رشد ترك تحت بارگذاري با دامنه ثابت را داشته باشد، ارائـه شـده است.

امـا سـازه هـا یـا اجـزاي کمـی‬ ‫یافت میشوند که بار وارد شده بر آنها را بتوان به عنوان بار با دامنه ثابت توصیف کرد و این نـوع بارگـذاري‬ ‫بیشتر به ماشینهاي دوار محدود میگردد. به این دلیل تلاش در تحلیل رفتار مواد تحت بارگذاري بـا دامنـه‬ ‫متغیر آغاز شد.‬

‫در بسیاري از موارد، بارگذاريهاي بـا دامنـه متغیـري کـه در صـنعت دیـده مـیشـوند، نـامنظم و‬ ‫بیقاعده اند و این امر بررسی و تحلیل آنها را مشکل میسازد و باعث گردیده که محققین سـعی کننـد ایـن‬ ‫نوع بارگذاريها را به بلوكهايِ بار ساده تر و منظمتري ساده سازي کنند.ساده ترین بارگذاري با دامنه متغیـر،‬ ‫فرابارگذاري و فروبارگذاري است که تحلیل آنها میتواند ما را در درك ‬رفتارِ ترك تحت بارگذاري با دامنه‬ ‫متغیر کمک کند.

از سالها پیش تا به امروز تحقیقات فراوانی بر روي اثـرات فرابـار و فروبـار انجـام پذیرفتـه‬ ‫است که علت آن علاوه بر اهمیت موضوع؛ پیچیدگی و تاثیرگذاري عوامل مختلف از جمله خـواص مکـانیکی‬ ‫ماده، شرایط بارگذاري، دانه بندي و خصوصیات ریزساختاري ماده، هندسـه نمونـه، شـرایط محیطـی و ... بـر‬ ‫رفتار ترك تحت این نوع بارگذاري میباشد.

در حالت کلی، تنشهاي پسماند فشاري بر عمر خستگی اثر مثبتی دارند زیرا‬ ‫شروع و رشد ترك را به تاخیر میاندازند. تنش پسماند فشاري، حد تنش را در زمان اعمال بار کششی‬ ‫خارجی، کاهش میدهد. این امر به طرز محسوسی منجر به افزایش عمر خستگی قطعه میگردد.‬


fatigue-crack-growth

‫فرابارگذاري نیز میتواند موجب تأخیر در رشد ترك شود. دلیل تأخیر ایجاد شده در رشد ترك میتواند آن باشد که‬ ‫فرابار ممکن است در نوك ترك تنش کششی بیش از حد تسلیم ماده ایجاد کند. این به معنی بوجود آمدن‬ ‫یک ناحیه پلاستیک ناشی از فرابار در نوك ترك است.

زمانی که دامنه بارگذاري به حالت پیش از فرابار‬ بازمیگردد یک ناحیه داراي تنش پسماند فشاري، که به بستن ترك تمایل دارد، ایجاد و باعث تأخیر در‬ رشد ترك میگردد. پس از خروج نوك ترك از این ناحیه پلاستیک، نرخ رشد ترك به حالت قبل از اعمال‬ ‫فرابار بازخواهد گشت.‬

‫همانطور که انتظار میرود فروبار فشاري اثري عکس فرابار دارد. فروبار موجب تسریع در رشد ترك‬ میگردد. البته مقدار این تسریع کمتر و زود گذرتر از اثر تاخیري فرابار است و به همین دلیل کمتر مورد‬ ‫توجه قرار میگیرد.

فروبار فشاري یک ناحیه تنش پسماند کششی در نوك ترك ایجاد میکند و‬ ناهمواريهاي نوك ترك را که باعث بسته شدن (کلوژر) ترك میشوند، صاف میکند. با کاهش کلوژر ترك،‬ دامنه ضریب شدت تنش موثر و به طبع نرخ رشد ترك افزایش مییابند.‬

fatigue-crack-growth-FEM


نوشتن دیدگاه


تصویر امنیتی
تصویر امنیتی جدید

 

آموزش های گام به گام

سمینار پردازش زبان طبیعی

سمینار پردازش زبان طبیعی
سمینار پردازش زبان طبیعی

ادامه مطلب...

مسابقه حل مسائل مهندسی شیمی به کمک کامپیوتر دانشگاه صنعتی شریف

مسابقه حل مسائل مهندسی شیمی به کمک کامپیوتر دانشگاه صنعتی شریف
مسابقه حل مسائل مهندسی شیمی به کمک کامپیوتر دانشگاه صنعتی شریف

ادامه مطلب...

مسابقه حل مسائل مهندسی شیمی به کمک کامپیوتر دانشگاه صنعتی شریف

مسابقه حل مسائل مهندسی شیمی به کمک کامپیوتر دانشگاه صنعتی شریف
مسابقه حل مسائل مهندسی شیمی به کمک کامپیوتر دانشگاه صنعتی شریف

ادامه مطلب...

چهارمین کارگاه ارتباطات و نظریه اطلاعات برگزار می شود

چهارمین کارگاه ارتباطات و نظریه اطلاعات
چهارمین کارگاه ارتباطات و نظریه اطلاعات

ادامه مطلب...