تحلیل رشد ترک خستگی پنلهای استوانه ای تقویت شده تحت بارگذاری اتفاقی
چکیده
در این پژوهش، یک الگوریتم و دستورالعمل مرحله به مرحله جهت تحلیل رشد ترک خستگی و تعیین قابلیت اطمینان در یک پوسته استوانه ای تقویت شده تحت بارگذاری اتفاقی با تکیه بر جنبه های آمار و احتمالی مسئله ارائه شده است. این پوسته قفسه میانی نوعی موشک است که تحت بارگذاری های مختلف پروازی و حمل و نقل بر روی جاده می باشد. بدین منظور ابتدا، تحلیل تنش و جابجایی این پوسته به روش اجزا محدود توسط نرم افزارabaqus انجام شده و موقعیت های بحرانی و مستعد جوانه زنی ترک تعیین و سپس در مرحله بعد توسط نرم افزارzencrack و سه روش تحلیلی مختلف، عمر رشد ترک خستگی و قابلیت اطمینان تعیین و با یکدیگر مقایسه شده اند. به منظور صحه سنجی روشهای تحلیلی مورد استفاده از نتایج تست انجام شده روی یک نمونه ct استفاده شده است. همچنین پراکندگی سایر پارامترهای موثر بر رشد ترک خستگی در این نمونه توسط آنالیز حساسیت مورد بررسی قرار گرفته تا مشخص شود که با کدام یک از پارامترها می توان بصورت قطعی و با کدامیک بصورت احتمالی برخورد کرد. آنگاه اثر پراکندگی متغیرهای احتمالی بارگذاری، ضرایب نرخ رشد ترک و طول ترک اولیه و نهایی بصورت تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته و با نتایج آزمایش و شبیه سازی مونت کارلو مقایسه شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهند که تاثیر پراکندگی پارامترهای خواص، بارگذاری و طول ترک اولیه و نهایی بر رشد ترک خستگی در نمونه ct قابل توجه بوده و بایستی مورد بررسی قرار بگیرند. اگر چه تاثیر پراکندگی ابعاد نمونه بر طول عمر قابل توجه نبوده و می توان با آن بصورت قطعی برخورد کرد. در بررسی پراکندگی بارگذاری نیز می توان نتیجه گرفت که روش ضریب شدت تنش معادل نسبت به نتایج آزمایش خطای قابل توجهی داشته و اگر چه روش سیکل به سیکل نسبت به روش تئوری حد مرکزی ساده تر می باشد اما زمان محاسباتی نسبتا بالایی داشته و پارامترهای آماری مسئله به طور صریح در روابط قابل مشاهده نمی باشند. همچنین با بررسی پارامتر پهنای باند، این نتیجه بدست آمد که این پارامتر تاثیر ثابتی روی طول عمر نمونه نداشته و با افزایش پهنای باند به ازای سطح بارگذاری ثابت، طول عمر گاهی کاهش و گاهی افزایش می یابد. با مقایسه پروفیل رشد ترک تحت بارگذاری با دامنه ثابت و اتفاقی نیز مشخص می شود که مسیر رشد ترک تحت بارگذاری اتفاقی متفاوت از مسیر رشد ترک تحت بارگذاری با دامنه ثابت می باشد.