بررسی فاکتورهای شدت تنش و زاویه رشد ترک برحسب نسبت تنش در آلومینیوم 2024 تحت بارگذاری دومحوره در فازهای مختلف

خستگی فلزات به منظور پیشبینی عمر، طراحی و نگهداری سازهها بیشتر تحت تنشهای تکمحوره مورد بررسی قرار گرفته است؛ اما از آنجایی که اکثریت سازههای فضایی در طول عمر کاری خود تحت بارگذاریهای چند محوره )به خصوص دومحوره( قرار میگیرند، مطالعه و تحقیق در این زمینه بسیار حایز اهمیت است. هدف از این مقاله بررسی زاویه رشد ترک تحت بارگذاری دومحوره کشش-کشش در آلومینیوم 2024 میباشد. در این پژوهش از یک نمونه صلیبی شکل دارای سوراخ مرکزی و یک ناچ در زاویه 45 درجه نسبت به بازوهای نمونه و یک ترک اولیه به طول 1 میلیمتر در امتداد ناچ استفاده شده است. یک رابطه خطی برای هر دو فاز صفر و 90درجه بین فاکتورهای شدت تنش و نسبت تنش دومحوری برای هر دو مود اول و دوم ارایه شده است. ضرایب این رابطه برای طیفهای مختلف بارگذاری دومحوره تحت فاز 90 درجه به دست آمدهاند. با به دست آوردن فاکتورهای شدت تنش مودهای اول و دوم در نرم افزار المان محدود، زاویه رشد ترک محاسبه شده است. سپس رابطهای بین زاویه رشد ترک و نسبت تنش دومحوری در بارگذاریهای دومحوره تحت فاز صفر درجه ارایه شده که تطابق بسیار خوبی با نتایج بهدست آمده از شبیهسازی و مراجع گذشته دارد. این رابطه برای طیفهای مختلف بارگذاری معتبر بوده و مستقل از نسبت تنشهای مختلف در دو راستای عمودی و افقی میباشد. نهایتا به بررسی اثر طیفهای مختلف بارگذاری دومحوره تحت فاز 90 درجه بر رابطه بین زاویه رشد ترک و نسبت تنش دومحوری پرداخته شده است.

کلیدواژه ها:

رشد ترک ، فاکتور شدت تنش ، بارگذاری دومحوره ، آلومینیوم 2024 ، نسبت تنش