ارزیابی استحکام خستگی چندمحوره سازههای تضعیف شده با شیار با استفاده از معیارچگالی انرژی کرنشی در حجم محدود

با توسعه روزافزون تکنولوژی ساخت و طراحی مفهومی بدنه هواپیماها برپایه بهینهسازی ساختاری به هدف کاهش وزن، محصولات جدید همواره شامل طیفی از شیارها میباشند. این شیارها تحت بارگذاریهای پیچیده از طرف محیط، مکانهای مستعد برای جوانهزنی و رشد ترک خستگیمحسوب میشوند. در این مقاله، یک معیار برای پیشبینی حد خستگیسازههای شیاردار تحت بارگذاری تکمحوره و چندمحوره ارایه شده است. این معیار بر پایه مکانیزم فیزیکی کنترلکننده خرابی خستگی و استفاده از تابع انرژی کرنشی انحرافی که بر روی یک حجم ساختاری پیرامونمحل بحرانی جوانهزنی ترک متوسط گرفته میشود، به عنوان نیرو محرکهخرابی، استوار است. اندازه این حجم ساختاری، پارامتر مواد بوده و مستقل از مود بارگذاری و هندسه محلی میباشد. دقت مدل پیشنهادی با تعدادی نتایج گزارششده در منابع برای اتصالات جوش لوله به ورق از جنس فولادو آلومینیوم تحت بارگذاری خمش خالص، پیچش خالص و ترکیبی خمشو پیچش، صحهگذاری شد. نتایج آشکار ساخت که مدل توسعهدادهشده قادر به پیشبینی استحکام سازه تحت مودهای مختلف بارگذاری و ترکیب آنها میباشد. اطلاعات مورد نیاز برای پیادهسازی این مدل، آگاهی ازخواص خستگی مواد تحت مود I بارگذاری و تحلیل المانمحدود الاستیکخطی جهت تعیین خواص هندسی سازه میباشد. با توجه به مستقل بودن انرژی کرنشی از مدل ساختاری مواد، عدم نیاز به تقسیم دامنه بارگذاری به بازههای بسیار کوچک در رژیم الاستیک پلاستیک، مدل پیشنهادشده -را به عنوان یک ابزار مهندسی قدرتمند جهت تحلیل خستگی سازههای شیاردار و بدون شیار تحت بارگذاریهای پیچیده معرفی میکند.