دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 13 11 2014 01 21 Analytical modeling of fracture toughness JIC of austenitic–martensitic functionally graded steels with crack arrester layers مدل سازی تحلیلی چقرمگی شکست JIC فولادهای مرتبه ای آستنیتی-مارتنزیتی با لایه های توقف گر ترک 110 121 8020 FA سید علی صدوق ونینی استاد دانشگاه صنعتی امیرکبیر میثم موری شیربانی مدرس Journal Article In this article, fracture toughness of austenitic–martensitic functionally graded steels fabricated by electroslag remelting with crack arrester layers is investigated by experimental and analytical methods. The material contains austenite phase in addition to martensite layer. The Young’s modulus and the Poisson’s ratio have been assumed to be constant, while other mechanical properties like the yield strength and the strain hardening exponent vary exponentially along the specimen width. In analytical case, unloading compliance method is modified to calculate the critical value of J-integral for cracked three point bend specimens while standard specimens with different crack lengths are tested in experiments. The effect of crack length on the fracture toughness has been studied. It is observed that, as the crack tip goes toward a martensite layer, fracture toughness of the specimen decreases considerably. The obtained results from the proposed model are in good agreement with the experimental results. در این مقاله، چقرمگی شکست فولادهای مرتبه ای آستنیتی-مارتنزیتی تولید شده با روش ذوب دوباره ی سرباره ای الکتریکی در حالت چیدمان توقف کر ترک لایه ها با روش های تجربی و تحلیلی بررسی شده است. نمونه ها شامل فاز آستنیت به همراه لایه مارتنزیت می باشد. مدول یانگ و ضریب پواسون نمونه ها ثابت فرض شده است در حالی که سایر خصوصیات مکانیکی مانند تنش تسلیم و توان کار سختی در راستای ضخامت نمونه ها به صورت نمایی تغییر می کند. در بررسی تحلیلی، با از روش اصلاح شده خطوط باربرداری برای محاسبه مقدار بحرانی انتگرال J در نمونه های ترک دار خمش سه نقطه ای استفاده شده است، در حالی که نمونه های استاندارد با طول ترک های مختلف از روش تجربی آزمایش شده اند. اثر اندازه طول ترک بر روی چقرمگی شکست نیز مطالعه شده است. مشاهده شد که به هنگام نزدیک شدن نوک ترک به لایه مارتنزیت، چقرمگی شکست نمونه به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. نتایج بدست آمده از مدل ارائه شده در توافق مناسبی با نتایج تجربی می باشد. https://mme.modares.ac.ir/article_8020_07b1c04a30f798b5506c1ec5acfb9031.pdf