بررسي رشد ترك در مواد تابعي مدرج از جنس آلومينيم - آلومينا

Investigating Crack Growth in Aluminum-alumina Functionally Graded Materials

در اين مقاله از تست خمش چهار نقطه‌اي جهت بدست آوردن مسير رشد ترك در مواد تابعي مدرج استفاده شده است. نمونه هاي مورد آزمايش يك مادهي تابعي مدرج از جنس آلومينيم و آلومينا ميباشد. مقادير فاكتور شدت تنش در مود يك و دو با روش انتگرال J و با كمك گرفتن از شبيه سازي عددي به دست آمده و از مقادير به دست آمده‌ي KI و KII براي تخمين مسير رشد ترك به وسيله ي معيارهاي ماكزيمم تنش مماسي، گراديان تنش معادل و (min(KII استفاده شده است. نتايج بدست آمده نشان داد كه مقادير بدست آمده از طريق معيارهاي ماكزيمم تنش مماسي و )(min(KII نزديك مقادير تجربي مي‌باشد ولي نتايج حاصل از گراديان تنش معادل تفاوت بسياري با مقادير تجربي دارد.

In this research study, fracture behavior of Functionally Graded Materials (FGMs) is investigated. The FGM is supposed to be formed of aluminum and alumina. For experimental purposes, four point bending test was used. The results were then compared by finite element analysis. Maximum Tangential Stress (MTS), 〖(K_II)〗_min and Gradient Equivalent Stress (GES) criteria were used to estimate crack initiation angles. Stress Intensity Factors (SIF’s) were extracted from J-Integral parameters. MTS and 〖(K_II)〗_min criteria show good agreement with experimental results, however GES method does not confirm with experimental results. The numerically calculated crack direction shows good consistency with fractured specimens.