مدلسازی و تحلیل ترک نیم بیضوی در مخازن کروی تابعی تحت فشار

از مهمترین تحلیلها در طراحی سازه های مختلف مخصوصا مخازن تحت فشار و بررسی ایمنی آنها، مکانیک شکست می باشد. یکی از پارامترهای مهم در مکانیک شکست بررسی ضریب شدت تنش ترکهای موجود در سطوح مخزن است. در مطالعه حاضر، رفتار یک ترک نیم بیضوی در مخزن تحت فشار کروی ساخته شده از جنس مواد مدرج تابعی با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود آباکوس مورد مطالعه قرار گرفته است. اثر پارامترهایی از قبیل هندسه ترک، دو ترک داخلی و خارجی همزمان، توزیع فشار، تغییرات خواص ماده مدرج تابعی و شرایط تکیه گاهی بر مقدار ضریب شدت تنش بررسی شده است. در ابتدا یک مخزن فولادی همگن کروی شبیه سازی شد و اثر فشار بر ضریب شدت تنش مورد بررسی قرار گرفت. سپس، نتایج با استفاده از روابط تحلیلی مکانیک شکست اعتبارسنجی شد. نتایج بدست آمده، نشان میدهد با افزایش فشار، ضریب شدت تنش افزایش مییابد. هندسه ترک نیز از عوامل مهمی است که بر ضریب شدت تنش اثر بسزایی میگذارد. بطوریکه با افزایش مقدار a/c ضریب شدت تنش نیز افزایش مییابد. همچنین بررسی شرایط تکیه گاهی نشان می دهد که با افزایش تعداد پایه ها، ضریب شدت تنش نیز افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

ترک نیم بیضوی ، مخزن تحت فشار کروی ، مواد مدرج تابعی ، ضریب شدت تنش.