A gradient-based multiaxial criterion for fatigue crack initiation prediction in components with surface roughness

در این تحقیق حاضر روش هایی برای پیش بینی محل باز شدن ترک های حاشیه ای و طول عمر خستگی اجزای سازنده با زبری سطح ارائه شده است. توپوگرافی سطح با تفاوتی سنجی نور سفید اندازه گیری می شود و به صراحت در مدل های عناصر محدود عددی مورد استفاده قرار می گیرد. زمینه های استرس میکرو پک در معیارهای شروع چندگانه و یکسانی ترک وجود دارد که در آن گرادیان تنش نسبی گنجانده شده است. پیش بینی های عددی با نتایج آزمون برای نمونه های آلومینیومی استوانه ای با زبری سطح متخلخل متخلخل مقایسه شده است. پارامترهای خسارت بر اساس میانگین میدان های استرس بیش از یک فاصله مشخص در بالاترین نقطه های میکروسکوپی قرار گرفته اند که ترک ها به شکست می افتند. پیش بینی های طول عمر با استفاده از یک ضریب آسیب چند ضلعی با اصلاح گرادینت و زمینه های استرس الاستیک- پلاستیک نشان داد که با آزمایش ها همبستگی خوبی دارد. معیارهای یک طرفه، معیارهای بدون اصلاح گرادینت و معیارهای بر اساس خطوط استرس خطی خطی، بیش از حد محافظه کارانه بودند. در بعضی از نمونه ها، محل شکست را نمی توان با معیار آسیب پیشنهادی مشخص کرد. این احتمالا به دلیل حضور ضعف های ریز ساختاری در نزدیکی حفره های میکرو است، که منجر به کوتاهتر شدن مراحل اولیه می شود که به وضوح به واسطه هندسه توصیف نمی شود. به این نتیجه رسیده است که حل توپوگرافی سطحی و حسابداری برای این هندسه در یک مدل عنصر جزئی محدود، یک رویکرد پیش بینی کننده را در زمانی که تنش های چند لبه به حساب می آیند، اما اهمیت ریزساختار نیاز بیشتری به توجه دارد.