شبیه سازی المان گسسته گسترش ترک در پوشش های ترد

پوشش دهی قطعات و اجزاء در صنایع مختلف به منظور بهبود خواص سطح آن ها انجام می شود. در این بین، پوشش های ترد در کاربردهایی نظیر افزایش مقاومت در برابر خوردگی و حرارت بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. مود آسیب غالب در این ساختارها، ایجاد ترک و گسترش آن است، از این رو بررسی رفتار شکست در این ساختارها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله، از روش المان گسسته برای شبیه سازی فرآیند ایجاد آسیب اولیه و گسترش آن در ساختارهای شامل پوشش و بستر، به دلیل قابلیت بالای آن در پیش بینی این فرآیند، استفاده شد. رفتار پوشش و بستر به صورت ترد الاستیک در نظر گرفته شد و اثر پارامترهای اختلاف ضرایب الاستیک اجزای تشکیل دهنده و ضخامت پوشش بر گسترش آسیب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد، در ساختارهایی که سفتی پوشش به مراتب کم تر از سفتی بستر است، در ضخامت های کم پوشش، مود غالب آسیب، ایجاد ترک و گسترش آن به داخل بستر است، در حالی که با افزایش ضخامت پوشش، گسترش ترک به داخل و یا به موازات فصل مشترک بین پوشش و بستر اتفاق افتاد. اما در ساختارهایی که در آن سفتی پوشش بزرگ تر از بستر است، بدون توجه به ضخامت پوشش، گسترش آسیب به داخل بستر نفوذ کرد.