تحلیل رشد ترک خستگی در پنل تقویت شده یکپارچه به روش XFEM

در این مقاله رشد ترک خستگی در یک پنل تقویت شده یکپارچه که به عنوان بخشی از سازه بالکهد محسوب می شود، با استفاده از روش اجزای محدود توسعه یافته (XFEM) بررسی شده است. ابتدا با تحلیل استاتیکی محل آغاز ترک شناسایی و ترک اولیه در ناحیه بحرانی مدل سازی شد. سپس با فعال سازی قابلیت رشد ترک در XFEM، مسیر گسترش ترک به صورت مرحله ای استخراج گردید. برای هر مرحله فاکتور (ضریب) شدت تنش با تحلیل استاتیکی و توقف رشد ترک محاسبه شد و بر اساس تغییرات فاکتور شدت تنش و قانون پاریس تعداد سیکل های لازم برای رشد ترک در هر گام و در نهایت تعداد کل سیکل تا شکست تخمین زده شد. نتایج حاصل روند واقعی رشد ترک شامل رشد آهسته اولیه و شتاب گیری در نزدیکی شکست را به خوبی نشان می دهد. علاوه بر این مقایسه با روش های کلاسیک نظیر Contour Integral بیان می کند که XFEM با حذف نیاز به مش بندی مجدد و توانایی دنبال کردن مسیر واقعی ترک دقت بیشتری در پیش بینی رفتار خستگی و تعداد سیکل تا شکست فراهم می سازد.

کلیدواژه ها:

رشد ترک ، خستگی ، XFEM ، فاکتور شدت تنش ، قانون پاریس ، Contour Integral ، بالکهد