ANSYS ve FCPAS kullanarak plakalardaki kırılma ve çatlak ilerleme problemlerinin modellenmesi

Abstract

Anahtar kelimeler: Gerilme Şiddet Faktörü, Zenginleştirilmiş Sonlu Eleman, ANSYS Makro, Üç Boyutlu Kırılma ve Çatlak İlerleme Analizi, FCPASMalzemelerin ve makine parçalarının üzerine etkiyen çalışma yükleri, geleneksel tasarım yöntemleriyle, akma, çekme, ve kırılma mukavemet değerlerinin altında tutularak hesaplanmaktaydı. Fakat uygulamada pek çok yapı bu şekilde dizayn edilmesine karşın hesaplanan gerilmelerin çok altındaki işletme gerilmelerinde hasara uğradıkları görülmüştür.Bu hasarların nedenleri ve malzemelere etkiyen zorlanma neticesinde oluşan çatlakların ilerleyip yayılmaları neticesinde konuyla ilgili araştırmalar artarak, malzemelerin kırılmaya karşı direncini tam olarak ifade edebilecek kırılma mekaniğinin esaslarını belirlenmiştir.Bu çalışmada gerilme şiddet faktörü hesaplama yöntemlerinden özetlenmeiştir. ANSYS sonlu elemanlar programı kullanılarak üç boyutlu kırılma modelleri için makrolar oluşturulmuştur. Zenginleştirilmiş sonlu elemanlar metodunu kullanarak çözüm yapan FCPAS ara yüzü ile plakalarda farklı yükler altında üç boyutlu kırılma, çatlak ilerleme analizleri yapılmış ve literatürdeki çözümler ile mukayese edilmiştir. Elde edilen sonuçların literatürdeki matematiksel ve deneysel olarak elde edilen sonuçlarla uygun olduğu ispatlanmıştır.

Key Words: Stress Intensty Factor, Enriched Finite Element, Ansys Macro, Three Dimensional Fracture and Crack Propagation Analysis, FCPASIn this study, three dimensional fracture and crack propagation analyses are performed by using FCPAS (Fracture & Crack Propagation Analysis System) under different loads for plates. Analyses are made for elliptical surface and corner cracks. Results are compared with different solutions in the literature. For this study, the most important point is the stress intensty factor. In this study stress intensty factors are calculated by using enriched finite elements.