Investigation of Mixed-Mode Fatigue Crack Growth Phenomenon with a New Computational Procedure

Üç boyutlu ve karışık modlu yorulma çatlak büyümesi problemleri kırılma mekaniği açısından her zaman ilgi çekici bir alan olmuştur. Hava-uzay ve otomotiv gibi endüstrilerdeki ürünlerin yorulmaya bağlı olarak kırılma sonucu meydana gelen hataları oldukça yaygındır. Bu ürünlerdeki herhangi bir hata veya başarısızlık, komponentlerine yüksek bir hasar veya insan sağlığı açısından yüksek risk olarak sonuçlanabilir. Bu tür hata veya arızaların analizi ile doğru sonucu bulmaya çalışmak belli bir zorluk ve karmaşıklık içerebilir. Problemlerdeki karışıklıklar hem yükleme çeşidiyle hem de belli bir geometri ile alakalı olarak ortaya çıkabilir. Bahsi geçen problemlerin deneysel yöntemler kullanarak analizi zor ve maliyetli olabilir. Bu sebeple, başlangıçta sürecin teorik yönlerini kurmak ve sonrasında çözüm için hesaplamalı bir yöntem oluşturmak eldeki problemin çözümü açısından önemlidir. Çalışmada kullanılan çatlak büyüme kanunu NASGRO modelidir ve ilerleme açısının belirlenmesi de maksimum çevresel gerilme kriteriyle gerçekleştirilmektedir. İlerleme aşamalarının ön-işlem sürecinde ve alt modelleme tekniğinin faydalanılmasında Hypermesh ve ANSYS APDL programları kullanılmaktadır. Problemin çözüm kısmı ise FRAC3D programı ve bünyesindeki zenginleştirilmiş elemanlar ile yeni geliştirilmiş çatlak büyüme araçlarıyla yapılmaktadır. Örnekleme amacıyla uçak motorundaki kompresörün kanat kısmındaki çatlakların incelenmesine yer verilecektir.