مدل سازی الاستوپلاستیک برای رشد ترک خستگی در ریل

در این مقاله، عوامل مؤثر بر توسعه ترک عرضی موجود در ریل بدلیل تأثیر پدیده خستگی مورد بررسی قرار گرفته اند . این بررسی شامل مطالعه تأثیر عوامل اصلی انتشار ترک از جمله ضریب اصطکاک بین چرخ و ریل، اندازه، عمق و زاویه ترک است . با استفاده از نرم افزار ABAQUS 6.5 ضمن انجام تحلیل تنش به ازاء موقعیت های مختلف استقرار چرخ، مقادیر مختلف ضریب شدت تنش و انتگرال جی بدست آمده است . دو شاخص نرخ رشد و امتداد توسعه ترک بکمک این مقادیر محاسبه گردیده اند و تأثیر پارامترهای مختلف روی این دو شاخص بررسی شده است . در این ارتباط رابطه پاریس بعنوان معیار سرعت رشد و راستای تنش مماسی ماکزیمم بعنوان امتداد رشد ترک در نظر گرفته شده است . در انتها به بررسی وضعیت نسبی مودهای شکست در مواضع مختلف استقرار چرخ و بویژه در لحظه وقوع جی بیشینه بعنوان بحرانی ترین حالت کارکرد ریل پرداخته شده است . نتایج نشان می دهد که جهت بستگی KΙΙKΙ توسعه ترک مستقل از انتگرال جی بوده و به نسبت دارد . با افزایش قدرمطلق KΙΙKΙ در دو نوک ترک، شکستگی مسیر ترک از امتداد اولیه افزایش می یابد تا جایی که لغزش بین وجوه ترک از بین برود . همچنین ملاحظه شد در ریل های همسان با تغییر زاویه ترک از حالت افقی به عمودی، انحراف ترک از امتداد اولیه آن افزایش می یابد .