بررسی تاثیر فرآیند اتوفرتاژ در استوانه با مواد تابعی مدرج روی پارامترهای ترک سطحی خارجی با استفاده از گسسته سازی عددی میدان تنش

در این مقاله، تغییرات ضریب شدت تنش و نرخ رهایی انرژی بر اساس روش همبستگی جابجایی و روش اصلاح شده‌ی انتگرال بسته شدن ترک برای ترک های سطحی خارجی در استوانه اتوفرتاژ شده از جنس مواد تابعی مدرج بررسی شده است. خواص مکانیکی بر اساس تابع مورد نظر در راستای شعاع استوانه متغیر است. فرض شده است که رفتار مواد ایزوتروپیک بوده و دارای رابطه تنش-کرنش کشسان-خمیری به صورت دوخطی است. فرآیند اتوفرتاژ باعث ایجاد تنش پسماند کششی در قسمت‌های بیرونی دیواره استوانه می‌شود که تاثیر نامطلوبی بر رفتار ترک خارجی خواهد داشت. متغیرهای مختلفی بر مقدار تنش پسماند کششی اثر دارند. تاثیر نسبت اتوفرتاژ، کسر حجمی مواد و ضخامت استوانه بر تغییرات تنش پسماند و علاوه بر آن‌ها، تغییرات ابعاد و امتداد ترک سطحی بر ضریب شدت تنش و نرخ رهایی انرژی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که تغییر کسر حجمی بیش‌ترین تاثیر را بر هر دو پارامتر ترک دارد. ترک محوری از ترک‌های مایل و محیطی بحرانی‌تر است. از اصل جمع آثار می‌توان برای تعیین اثر تنش پسماند و بار اعمالی بر رفتار ترک در مواد تابعی مدرج استفاده نمود.