بررسی عددی پارامترهای شکست در مسئله تماس لغزشی پانچ صلب تخت و جسم نیمه بی نهایت هدفمند در حضور ترک سطحی

مواد هدفمند در دو دهه گذشته مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته اند. تغییرات تدریجی خواص در این مواد باعث شده تمرکز تنش، جوانه زنی، رشد ترک و جدایش لایه ها کاهش یابد. بیشتر کاربردهای مواد هدفمند شامل بارگذاری تماسی می باشد. در اثر این بارگذاری ترک های سطحی در قطعه بوجود آمده و سپس رشد می کنند. در نتیجه رشد ترک های سطحی از عمده مکانیزم های خرابی ساختارهای تشکیل شده از مواد هدفمند می باشد. در این مقاله تماس لغزشی دوبعدی یک پانچ صلب تخت بر روی یک زمینه همگن با پوشش هدفمند در حضور ترک سطحی بررسی شده است. مسئله به صورت کرنش صفحه ای در نظر گرفته شده است. خواص زمینه و لایه هدفمند به صورت الاستیک؛ و ضریب پواسون ثابت فرض شده است. مدول الاستیسیته در لایه هدفمند طبق مدل تی-تی-او محاسبه شده است. این مدل با تعریف پارامتر q، تاثیر برهم کنش های ریزساختارها را نیز در نظر می گیرد. برای حل معادلات حاکم از کدنویسی روش تفاضلات محدود در نرم افزار متلب استفاده شده است. اثر ناهمگنی، q، ابعاد پانچ، ضخامت لایه هدفمند و ضریب اصطکاک بر ضرایب شدت تنش مود اول و دوم بررسی شده است.