تحلیل مود مختلط رشد ترک خستگی پنل های آلومینیومی حاوی ترک ترمیم شده با وصله های کامپوزیتی به روش المان محدود توسعه یافته

روش المان محدود توسعه یافته (XFEM) یکی از قوی ترین روش های عددی در مدل سازی ناپیوستگی بوده و بر پایه المان محدود می باشد. در این روش با غنی سازی گره ها و افزایش درجات آزادی آن ها از 2 به 4 و حتی در شرایط خاص به 10 به طور مجازی و بدون نیاز به تطبیق مش با هندسه ناپیوستگی، امکان مدل سازی فراهم می شود. در المان محدود لزوم تطابق کامل لبه المان ها با لبه ترک، تغییر المان بندی در هر مرحله از رشد ترک را نیازمند است که روند تحلیل رشد ترک را با صرف وقت و محاسبات زیادی روبرو می کند. یکی از اهداف اصلی در این تحقیق بیان روشی نوین برای مدل سازی ساده تر رشد ترک خستگی و دستیابی به عمر سازه از طریق محاسبه ضرایب تمرکز تنش می باشد. با روش المان محدود توسعه یافته برای هر نوع ترک تنها با یک المان بندی ساده می توان نتایج مورد نظر را با دقت بالایی محاسبه نمود. در این تحقیق با قابلیت المان محدود توسعه یافته در محیط نرم افزار آباکوس، مدل سازی مود ترکیبی سه بعدی رشد واقعی ترک در ترمیم نامتقارن پنل، انجام شده است. در این روش تغییرات پارامترهای شکست در راستای ضخامت در لایه چینی های متفاوت بررسی شده است. نمونه ها در این تحقیق شامل رشد ترک در مود ترکیبی است. با بررسی نتایج XFEM حاصل از این تحقیق و نتایج FEM و تجربی تحقیقات گذشته، مشخص شد که نتایج روش XFEM خطای کمتری نسبت به نتایج تجربی دارند.