انتقال‌پذيري پارامترهاي ويبال رويكرد موضعي مكانيك شكست در نمونه‌هايي با هندسه مختلف

Weibull Parameters Transformability of Local Approach to Fracture in Specimens of Different Shapes

ازكارافتادگي سازه‌هاي مكانيكي را مي توان به حضور عيوبي مانند ترك نسبت داد. اين عيوب عموماً ناشي از فرايندهاي ساخت و يا عملكرد قطعات هستند. ازآنجاكه ازكارافتادگي ناشي از شكست ترد اثرات مخرب و جبران ناپذيري بر جاي مي گذارد، بررسي اين پديده حايز اهميت است. دو رويكرد كلي در بررسي شكست ترد، رويكرد كل‌نگر (مكانيك شكست كلاسيك) و رويكرد موضعي هستند. در مدل هاي ارايه‌شده رويكرد موضعي مكانيك شكست، پارامترهايي معرفي مي‌شوند كه بايد از طريق داده‌هاي تجربي كاليبره گردند. علي رغم وجود دستورالعمل هاي مختلف براي كاليبراسيون پارامترهاي ويبال، به دست آوردن پارامترهاي مناسب جهت پيش‌بيني شكست ترد بر اساس رويكرد موضعي در بسياري از موارد با محدوديت همراه بوده است. هدف از پژوهش حاضر، ارايه روشي مستدل و منطقي جهت پيش بيني شكست ترد در نمونه-هاي با هندسه مختلف است تا از طريق ارايه پارامترهاي مناسب، بتوان شكست ترد را در نمونه هاي با ابعاد واقعي پيش بيني كرد. در اين پژوهش، با در نظر گرفتن پارامتر مقياس توزيع ويبال به‌عنوان معياري از سه‌بعدي شدن تنش ها و اصلاح مدل برمين، پيش بيني شكست ترد نمونه هاي با هندسه مختلف بررسي شده است. همچنين عدم وابستگي پارامترهاي مدل ارايه‌شده به هندسه نمونه ها نيز نشان داده شده و درنهايت، يك رابطه خطي بين پارامتر مقياس توزيع ويبال و فاكتور سه بعدي شدن تنش ها براي جنس مدنظر ارايه شده است.

Failure of mechanical structures may be caused by presence of some defects like cracks. These defects are generally created due to manufacturing processes or in-service applications. Failures due to cleavage fracture usually lead to catastrophic effects, thus studies of such failures are important. The main approaches for fracture assessment of structures are global approach (classical fracture mechanics) and local approach. In the previously presented models of local approach, unknown parameters are introduced which have to be calibrated using experimental fracture data. Despite the existence of different calibration methods, obtaining suitable parameters for predicting brittle fracture based on local approach is limited in some cases. The purpose of this study is to present a rational method for predicting brittle fracture in specimens of different shapes to transform it into a full scale case. In this paper, by considering the location parameter of Weibull distribution as a stress triaxiality criteria and modifying the Beremin model, predicting brittle fracture in specimens of different shapes are studied. Also, independence of the parameters from their shapes is shown and eventually a linear relation between location parameter of Weibull distribution and triaxiality factor for the material is presented.