مطالعه تأثير فرآيند اتوفرتاژ در استوانه جدار ضخيم با كامپوزيت زمينه فلزي به روش تحليل اجزاي محدود تنش چرخه‌اي

هدف از اين مطالعه، تجزيه و تحليل تأثير متقابل خواص مكانيكي و حرارتي و بار چرخه اي ترمومكانيكي اعمال شده همراه با ترك، در يك لوله جدار ضخيم است. بنابراين يك پژوهش با شبيه سازي عددي استوانه جدار ضخيم با بارگذاري چرخه اي حرارتي- مكانيكي انجام شده است. شرايط مرزي اعمال شده مشابه لوله سلاح در هنگام شليك مداوم است. چهار شرط تنشي در دماي 25-950 درجه سانتيگراد و فشار 100-400 مگاپاسكال در طول چرخه بارگذاري مورد بررسي قرار گرفته است. شرايط عبارتند از اول بارگذاري حرارتي- مكانيكي بدون اتوفرتاژ و بدون ترك، دوم حرارتي- مكانيكي با اتوفرتاژ بدون ترك، سوم بارگذاري حرارتي- مكانيكي در لوله داراي ترك بدون اتوفرتاژ با افزايش طول ترك و چهارم بارگذاري حرارتي- مكانيكي در لوله اتوفرتاژ شده داراي ترك با افزايش طول ترك. مقايسه نتايج حاصل از مدل‌هاي شبيه‌سازي لوله اتوفرتاژ شده و بدون اتوفرتاژ داراي اطلاعاتي در مورد گسترش كرنش‌ها و تنش‌ها در لوله است. مواد مورد مطالعه در لوله، فولاد و كامپوزيت زمينه فلزي در سه نسبت قطر 25، 50 و 75 درصد به يكديگر است. گرايش كلي بارگذاري در لوله اتوفرتاژ شده منجر به اثر نرم شدن سطح لوله مي‌شود. اين پديده به عنوان كاهش سختي سطح داخلي لوله مشاهده مي‌شود. همچنين حداكثر تنش ناشي از چرخه ترمومكانيكي تا عمق 9 ميلي‌متر براي لوله با طراحي تركيبي وجود دارد و پس از آن تغييرات حداقلي است. اين عمق فعال براي شروع ترك است.