دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران مدیر مسئول: دکتر علی نوری سردبیر: دکتر حمیدرضا زارعی جانشین سردبیر: دکتر وحید خلفی دبیر تخصصی و مدیر اجرایی: دکتر میثم نوری نیارکی ویراستار انگلیسی: دکتر روح اله ملکی نشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی 17359449 27 1 2025 05 08 Investigating the fracture behavior and toughness mechanism of ST44 sheet using the essential work of fracture method بررسی رفتار شکست و مکانیزم چقرمگی ورق ST44 با استفاده از روش کار ضروری شکست 33 42 209313 10.22034/joae.2024.462929.1232 FA میثم نوری نیارکی استادیار، دانشکده هوافضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران 0000-0001-6366-6756 محمد نجاتی دکتری، گروه مکانیک جامدات، دانشکده مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران 0000-0003-3839-4984 Journal Article 2024 06 14 In this research, the failure behavior and toughness mechanism of ST44 sheet in the plane stress state have been investigated using the essential work of fracture method. In this research, ST44 steel sheet was used to make samples. To obtain the elastic-plastic mechanical properties of ST44 sheet, tail-shaped specimens were used for tensile testing. Then tensile samples with two deep edge grooves (DENT) were made to perform the essential work of fracture test. The samples were cut by laser in dimensions of      180 × 60 × 2 mm. In the middle part of each sample, two notches with a length of 9 to 19 mm were created, and the distance between the tips of these two notches was the length of the ligament. After performing the tensile test on the samples, the area under the force-displacement graph was obtained for each sample and with the help of regression, a line was drawn from the obtained points. The width obtained from the origin of the equation of the line is the specific essential work of fracture and is equal to 554.92 kJ/m². In order to calculate the critical opening of the crack tip and the critical opening angle of the crack tip, the maximum displacement diagram obtained from the force-displacement plot was drawn. From the drawn plot, the critical opening of the crack tip for ST44 sheet is equal to δc=2.5285 mm and the critical opening angle of the crack tip is equal to Ψc=0.33 rad. در این تحقیق، به بررسی رفتار شکست و مکانیزم چقرمگی ورق ST44 در حالت تنش صفحه‌ای با استفاده از روش کار ضروری شکست پرداخته شده است. در این تحقیق از ورق فولاد ST44 برای ساخت نمونه‌ها استفاده شده است. برای دستیابی به خواص مکانیکی الاستیک- پلاستیک ورق ST44، از نمونه‌های دنبلی شکل تست کشش استفاده گردید. سپس نمونه‌های کششی با دو شیار لبه‌ای عمیق (DENT)، برای انجام آزمون کار ضروری شکست ساخته شدند. نمونه‌های مورد نیاز در ابعاد180×60 ×2 میلیمتر توسط لیزر برش داده شدند. در قسمت میانی هر نمونه دو شیار به طول 9 تا 19 میلیمتر ایجاد شد که فاصله نوک این دو شیار از یکدیگر طول لیگامنت را ایجاد کردند. پس از انجام آزمون کشش بر روی نمونه‌ها، مساحت زیر نمودار نیرو- جابجایی برای هر نمونه به دست آمده و به کمک رگرسیون، خطی از نقاط بدست آمده رسم گردید. عرض از مبدأ معادله خط بدست آمده، کار ضروری ویژه‌ی شکست بوده و برابر kJ/m² 554.92 می‌باشد. به منظور محاسبه بازشدگی بحرانی نوک ترک و زاویه بحرانی بازشدگی نوک ترک، نمودار ماکزیمم جابجایی بدست آمده از نمودار نیرو- جابجایی برای هر نمونه رسم گردید. از نمودار نیرو- جابجایی رسم شده، بازشدگی بحرانی نوک ترک برای ورق ST44 برابر با δc=2.5285 mm و زاویه بحرانی بازشدگی نوک ترک برابر با Ψc=0.33 rad بدست آمد. https://www.joae.ir/article_209313_6db49972a6cf742155b51c6c4fda6906.pdf