بررسی اثر اضافه بار بر عمر خستگی نمونه‌های CT فولاد AISI4140 به صورت آزمون تجربی و حل عددی

در این مقاله، اثر اضافه بار بر عمر خستگی نمونه‌های ct فولاد aisi 4140 بررسی شده است. پژوهش شامل دو بخش آزمون‌های تجربی و حل عددی مدل اجزا محدود است. ابتدا آزمون‌های خستگی مطابق استاندارد e647، بدون اضافه بار انجام شد و سپس آزمون‌های بعدی بر روی نمونه‌های مشابه با اعمال اضافه بار با نسبت های 5/1 و 75/1 صورت گرفت. در بخش دوم، آزمون‌های رشد ترک در نرم افزار آباکوس به-صورت الاستیک-پلاستیک و بر مبنای مدل بسته شدن ترک شبیه سازی شد. اثر اضافه بار با درنظر گرفتن دو پارامتر ضریب شدت تنش موثر و انتگرال j موثر با ارایه روابطی جدید مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمون‌های تجربی بیانگر افزایش عمر خستگی به ترتیب %24 و %46 برای اضافه بارهای 5/1 و 75/1 می‌باشد. مقایسه نتایج نیروی بازکننده ترک روش عددی و روش تجربی حاکی از دقت 89 درصدی در طول ترک mm5 است. مقایسه عمر خستگی به روش عددی و آزمون‌های تجربی رشد ترک نشان دهنده قابل اعتماد بودن شبیه سازی‌ها بوده که حداکثر خطای مدل ضریب شدت تنش موثر و مدل انتگرال j موثر به ترتیب 10%+ و 6%- است. مقایسه مدل ارایه شده در این پژوهش با مدل هارمن نشان داد که تعداد کمتر آزمایش های تجربی مورد نیاز از مزیت های مدل پیشنهادی و حجم محاسباتی کمتر از مزایای مدل هارمن است.