تحلیل عددی رشد و گسترش ترک تحت تاثیر ارتعاشات آلتراسونیک

بررسی ها نشان داده است که علت بسیاری از شکست های ناگهانی در سازه ها و قطعات فولادی که می تواند منجر به خسارات بزرگی شود، وجود انواع ترک و ریز ترک های اولیه بوده است. بررسی ترک های اولیه و مشاهده مسیر رشد ترک به عنوان اصلی ترین عامل شکست می تواند به عنوان اولین راه کار در پروژه ها محسوب شود. تجربیات نشان داده است که در پیش بینی راستای گسترش ترک، علاوه بر ابعاد و راستای ترک و همچنین تنش اعمالی، تغییرات پارامترهای مکانیکی تاثیر به سزایی در تعیین مسیر رشد ترک دارد. با توجه به خصوصیت های مکانیکی و وضعیت قرارگیری ترک اولیه در قطعه ،تنش به وجود آمده در ترک می تواند همراه با رفتارهای متفاوتی باشد. در این پژوهش به تحلیل عددی رشد و گسترش ترک تحت تاثیر ارتعاشات آلتراسونیک پرداخته و تاثیرات این ارتعاشات را بر روی قطعه ای فولادی تحلیل نمودیم، همچنین ضرایب شدت تنش نوک ترک و همچنین پیش بینی مسیر انتشار ترک تحت این شرایط را ارزیابی می کنیم. در این تحقیق با تغییر پارامترهای مقاومتی محیط تحت تنش، فرآیند اندازه گیری تنش های به وجود آمده است. روش المان محدود، یکی از روش های عددی متداول برای تحلیل انواع سازه ها تحت شرایط تنش می باشد. نرم افزار المان محدود abaqus یکی از قدرتمند ترین نرم افزارهای المان محدود در زمینه گسترده ای از مدلسازی های تحت تنش می باشد. و مدل سازی های مربوط به این پژوهش به وسیله این نرم افزار انجام گرفته است. با توجه به نتایج به دست آمده و مدلسازی های انجام گرفته، می توان به مقادیر فاکتور شدت تنش کششی و برشی در نوک ترک دست پیدا کرد. و مهم تر از آن، تاثیر محیط های ناهمگن و لایه ای را بر روی پارامتر k_i در نوک ترک را مشاهده و طبق آن شرایط گسترش ترک را پیش بینی و تحلیل نمود.