مطالعه عددی رشد ترک دینامیک در لوله های فولادی در اثر بارگذاری تراک داخلی

در این مقاله به مطالعه عددی تغییر شکل و رشد ترک در لوله فولادی در اثر فشار متحرک داخلی پرداخته شده است. یک روش نظام مند برای تعیین پارامترهای مدل عددی مسئله شکست ناشی از تراک ارائه شده است. شبیه سازی بر روی لوله های فولادی گاز انجام شده است که برای ایجاد پارگی محدود در جداره لوله، از فتیله انفجاری با جنس پتن با سرعت سوزش تراک بالای 7000 متر بر ثانیه استفاده شده است. دو مدل المان محدود یکی برای محاسبه فشار داخلی و دیگری برای شبیه سازی رشد ترک ایجاد گردیدند. مدل اول بر پایه ساختار شبکه اویلرین برای محاسبه پارامترهای فشار متحرک اعمال شده بر روی جداره لوله ایجادشده است. مدل دوم بر پایه شبکه لاگرانژین و با روش های المان چسبنده و حذف المان برای شبیه سازی رشد ترک ایجاد گردید. این مدل برای شبیه سازی رفتار تغییر شکل و پارگی لوله از پارامترهای فشار متحرک داخلی، پارامترهای الاستو پلاستیک فولاد در حالت وابسته به نرخ بارگذاری و پارامترهای شکست دینامیک مربوط به المان های چسبنده، استفاده کرد. در مرحله بعد نتایج مدل المان محدود با مدل تحلیل راستی آزمایی گردید. مدل المان محدود توانست میزان رشد طولی ترک را با خطای کمتر از 7 درصد و محل توقف ترک را با خطای کمتر از 10 درصد نسبت به آزمایش پیش بینی کند.