ارزيابي ضرايب شدت تنش ترك مركزي در ورق انحنا دار درحضور سوراخ‌هاي متوقف‌كننده دوطرف ترك

Evaluation of stress intensity factors of a center cracked curved plate in the presence of crack flank stop drill holes

استفاده از سوراخ‌هاي متوقف‌كننده از جمله ساده‌ترين روش‌ها براي كاهش ضريب شدت تنش در نوك ترك و در نتيجه كاهش نرخ رشد ترك است. كارايي سوراخ‌هاي متوقف‌كننده در مهار رشد ترك بر مبناي تاثيرگذاري آن‌ها روي ضرايب شدت تنش سنجيده مي‌شود. بسياري از اجزاي فلزي در سازه‌هاي مهندسي به دليل هندسه خاص خود، داراي سطوحي انحنادار هستند. بنابراين در مقاله حاضر، با استفاده از تحليل‌هاي اجزا محدود و با در نظر گرفتن آرايش‌هاي گوناگون سوراخ‌هاي متوقف‌كننده، تاثير حضور اين سوراخ‌ها بر ضرايب شدت تنش در قطعه انحنادار با ترك مركزي مورد بررسي قرار مي‌گيرد. نتايج عددي بيانگر اين است كه موقعيت و اندازه سوراخ‌هاي متوقف‌كننده بر مقدار ضريب شدت تنش نوك ترك تاثيرگذار است. مهم‌ترين دليل تغيير در ضريب شدت تنش، تاثيرگذاري سوراخ‌هاي متوقف‌كننده بر ميدان تنش نوك ترك است. با افزايش اندازه سوراخ‌هاي دوطرف ترك و كاهش فواصل افقي و عمودي آنها از نوك ترك، تاثيرپذيري ضريب شدت تنش نيز بيش‌تر مي‌شود. همچنين نتايج عددي بيانگر اين نكته‌اند كه كارايي سوراخ‌هاي متوقف كننده در سطوح انحنادار، برابر با كارايي روش مذكور در سطوح تخت است.

The use of stop drill holes is one of the most convenient methods for reducing the stress intensity factors and crack growth rate. The efficiency of stop drill holes on the crack growth retardation depends on the amount of reduction in stress intensity factors. The curved plates are frequently used in engineering structures. Therefore, in this paper, by using the finite element method, the effects of configurations and diameters of crack flank holes on the variations of stress intensity factor are studied for a curved plate. The numerical results indicate that the location and the size of stop drill holes affect the stress intensity factors which is mainly due to their interaction with the crack tip stresses. Closer distances to the crack tip and larger diameters of the flank holes provide more reduction in the stress intensity factors. Also, the finite element results show that the use of stop drill hole method for the curved plates has the same efficiency as that of the flat plates.