ارایه مدلی برای پیش‌بینی منحنی رشد ترک تحت تاثیر همزمان خزش و خوردگی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیار، گروه مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دشتستان، برازجان، ایران

چکیده

در این مقاله وضعیت رشد ترک در قطعاتی که در تماس با سیال داغ هستند، مورد بررسی قرار گرفته است. دمای بالای سیال سبب بروز پدیده خزش می­شود، به علاوه تأثیر خورندگی سیال، نیز به عنوان یک عامل در رشد ترک در نظر گرفته شده است. عوامل مؤثر به دو گروه پیش­برنده و مقاوم تقسیم می­شوند. برای محاسبه نیروهای پیش­برنده از مدل مکانیک موروثی استفاده کرده و با یافتن تابع خزش، مقدار این نیرو در دو حالت نهفتگی ترک و رشد آن به­دست آمده است. نیروی مقاومت نیز به کمک انباشت آسیب­های ریز در جبهه ترک که به وسیله رابُتنف بیان شده است، قابل محاسبه است. تأثیر محیط خورنده، به واسطه معادله نفوذ و تغییرات غلظت استاندارد سیال، وارد محاسبات شده­اند. برای حل معادلات حاصل، برنامه­ای در محیطMatlab نوشته شد. در ادامه، تأثیر طول اولیه ترک، تنش اعمالی و خورندگی سیال بر منحنی رشد مورد بررسی قرار گرفت. رفتار این منحنی­ها با منحنی­های تجربی موجود همخوانی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Gutman E. M., Mechanochemistry of metals and corrosion      protection. Metallurgy, Moscow,1981.
[2] Pavlina V. S., The diffusion saturation of alloys in the conditions of complexation. Physical-Chemical Mechanics of materials, No. 6, pp. 29-34. 1984.
[3] Kulagin D. A., Lokoshchenko A. M., Modeling the effect of aggressive environment on creep of metals under complex stress state. Mechanics of solid bodies, No. 1, pp. 188-199. 2004.
]4[زرکش م، حسن اویچ گ، محاسبه منحنی رشد ترک در پوسته­های    استوانه­ای تحت تاثیر بار ثابت مکانیکی و محیط خورنده به کمک تابع آسیب. نشریه پژوهشی مهندسی مکانیک ایران، ش46، ص 52-40، 1391.
[5] Bolotin V. V., Minakov B. V., Crack growth and fracture in creep. Solid mechanics, No. 3, pp. 147-156. 1992.
[6] Bolotin V. V., Babkin A. A., and Belousov I.L., Probabilistic model of early fatigue crack growth.  Probab. Eng. Mech., No. 3, pp. 227-232. 1998.
]7 [ فکور م، مهری ن، شبیه سازی رفتار ناحیه آسیب نوک ترک مواد اورتوتروپیک با استفاده از مدل ویسکوالاستیک. نشریه علمی پژوهشی امیرکبیر مهتدسی مکانیک. د.48، ش.4، ص 410- 401، 1395.
[8] Rabotnov Yu. N., Creep problems in structural members. URSS, Moscow, 1966.
[9] Rabotnov Yu. N., Elements of hereditary solid mechanics. URSS, Moscow, 1977.
[10] Krajcinovic D., Continuum Damage Mechanics: When and How. International Journal of Damage Mechanics, pp. 217-229. 1995.
[11] Bolotin V. V., Prediction of machine and structures resources.  Mechanical engineering, Moscow, 1984.
[12] Bagayavlenski V. L., Corrosion of steels at the NPP. Energoatom, Moscow, 1984.
[13] Parton V. Z., Morozov E. M.,Mechanics of Elastic-Plastic Fracture: Fundamentals of Fracture Mechanics. URSS, Moscow, 2007.
[14] Wnuk M. P., Subcritical growth of fracture. International Journal of  Fracture Mechanic, No. 1, pp. 7-20. 1971.
[15] Shapery R. A., Correspondence principles and a generalized J integral for large deformation and fracture analysis of viscoelastic media. International Journal of  Fracture Mechanic, No. 1, pp. 195-233. 1984.
]16 [ زرکش م، تخمین نقش خوردگی و خزش در رشد ترک و کاهش عمر قطعه، چهاردهمین کنفرانس ملی مهندسی ساخت وتولید ایران، دانشگاه صنعتی اراک، ایران،1396.
[17] Rudoy E. M., Kazarinov N. A..  Numerical simulation of the equilibrium of an elastic two-layer structure with a crack. Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. No.1, pp.78-91. 2017.
[18] Murzakhanov G. K., Methods for assessing structural stability of pipelines, MPEI, Мoscow, 2009.
[19] Yadrov Victor Ivanovich. , Influence of Plastic Deformation in the Top of Crack on Speed of its Growth in Steel 20 With Two Axial Loading, PhD. Thesis, Omsk State Technical University, Russia, 2015.