بررسی اثر فاق بر عمر خستگی نمونه های استوانه ای فولاد hsla100 در بارگذاری خمشی چرخان با روش تجربی و نظریه ضعیف ترین عضو

این مقاله به بررسی اثر فاق بر عمر خستگی فولاد hsla100 که عمدتاً در صنایع دریایی کاربرد دارد، می پردازد. آزمایش های تجربی کشش ساده و خستگی بر روی نمونه های استوانه ای ساده و فاق‌دار این فولاد انجام شده و مشخصات مکانیکی و هم چنین نمودار تنش عمر نمونه های ساده و فاق‌دار به دست آمده‌اند. در این تحقیق به منظور بررسی کامل تر اثر فاق و همچنین اندازه هندسی بر روی عمر خستگی نمونه ها، دو نوع هندسه فاق و همچنین دو اندازه متفاوت برای نمونه های آزمایش در نظر گرفته شده است. از آزمایش های خستگی انجام شده بر روی نمونه های فاق‌دار و هم چنین از طریق نظریه ضعیف ترین عضو (weakest-link) ضریب حد خستگی فاق محاسبه شده است. برای محاسبه این ضریب از طریق نظریه ضعیف ترین عضو، ابتدا یک مدل‌سازی اولیه در آباکوس انجام شده و سپس از طریق برنامه نویسی میدان تنش در حالت خمشی چرخان به دست آمده است. برای بررسی بهتر ویژگی های نظریه ضعیف ترین عضو در محاسبه ضریب حد خستگی، این ضریب از روش های کلاسیک که براساس منحنی-های تجربی هستند نیز محاسبه شده و با داده های حاصل از آزمایش مقایسه شده است. در نهایت مقایسه نتایج نظری و آزمایشگاهی نشان داد که نظریه ضعیف ترین عضو دقت بهتری نسبت به روش های کلاسیک مورد مطالعه در این تحقیق دارد و به نتایج آزمایش نزدیک تر است. علاوه بر این، در نظریه ضعیف ترین عضو از نتایج آنالیز المان محدود برای پیش بینی ضریب حد خستگی نمونه های فاق‌دار استفاده می شود که این امر استفاده از این نظریه در انجام آنالیز خستگی قطعات پیچیده را تسهیل می کند.