در این مقاله روشی برای تعیین فشار بهینه عملیات اتوفرتاژ پیشنهاد شده است. با استفاده از رفتار واقعی ماده در یک سیکل بارگذاری - باربرداری، فشار بهینه بر اساس استحکام و عمر لوله های اتوفرتاژ شده تعیین گردیده است. این مقدار با محاسبات بر اساس رفتار ایده آل ماده، که بطور معمول مبنای تخمین تنش های پسماند است، مقایسه گردیده است. همچنین  اثر لایه برداری بر روی فشار بهینه نیز بررسی گردیده است. نتایج بدست آمده از این تحقیق بخوبی ضعف مدلهای ایده آل معمول را نشان می دهد. در نظر گرفتن اثر باشینگر به میزان قابل ملاحظه ای امکان افزایش درصد بارگذاری کاری را فراهم می کند. بر همین اساس روش تعیین فشار بهینه پیشنهاد گردیده است.

در این تحقیق رشد ترک های سطحی خارجی در استوانه های اتوفرتاژ شده تحت بارگذاری خستگی خمشی، مورد بررسی قرار گرفته است. اتوفرتاژ فرآیندی است که در آن استوانه جدار ضخیم در معرض مقدار معینی فشار داخلی قرار می گیرد، به طوری که قسمتی از جداره داخلی آن وارد ناحیه پلاستیک می شود. در این حالت برداشتن فشار باعث ایجاد تنش پسماند فشاری در جداره داخلی و تنش پسماند کششی در جداره بیرونی استوانه می گردد. در این مقاله، ترک ها از نوع ترک های نیم بیضوی، نیم بیضوی معکوس و نیم دایره ای می باشند. ماده مورد استفاده آلومینیم 2024 در نظر گرفته شد و میزان اتوفرتاژ نمونه ها 40 و 60 درصد لحاظ گردید. ترکها در جهت محیطی و عمود بر محور طولی استوانه در نظر گرفته شدند. شبیه سازی عددی به روش اجزاء محدود انجام شد. در انتها نتایج حاصل از حل عددی و تجربی با هم مقایسه گردیدند. از بررسی نتایج مشاهده گردید که در اتوفرتاژ 60% تعداد سیکل های شکست کمتر از اتوفرتاژ 40% و آن نیز کمتر از حالت بدون اتوفرتاژ است. توزیع ضریب شدت تنش در پیشانی ترک متقارن است و ترک در صفحه اولیه خود رشد می کند که نشان دهنده غالب بودن رفتار مود اول شکست در طول رشد ترک است. در تمامی نمونه ها، ترک بعد از چند مرحله رشد به شکل نیم بیضوی در می آید و این حالت را تا لحظه شکست حفظ می کند.

در این مطالعه، یک پژوهش با شبیه سازی عددی استوانه جدار ضخیم با بارگذاری چرخه ای حرارتی- مکانیکی انجام شده است. شرایط مرزی اعمال شده مشابه لوله سلاح در هنگام شلیک مداوم است. چهار شرط تنشی در دمای 25-950 درجه سانتیگراد و فشار 100-350 مگاپاسکال در طول چرخه بارگذاری مورد بررسی قرار گرفته است. شرایط عبارتند از اول بارگذاری حرارتی- مکانیکی بدون اتوفرتاژ و بدون ترک، دوم حرارتی- مکانیکی با اتوفرتاژ بدون ترک، سوم بارگذاری حرارتی- مکانیکی در لوله دارای ترک بدون اتوفرتاژ با افزایش طول ترک و چهارم بارگذاری حرارتی- مکانیکی در لوله اتوفرتاژ شده دارای ترک با افزایش طول ترک. مقایسه نتایج حاصل از مدل های شبیه سازی لوله اتوفرتاژ شده و بدون اتوفرتاژ دارای اطلاعاتی در مورد گسترش کرنش ها و تنش ها در لوله است. مواد مورد مطالعه در لوله، فولاد ST50 و کامپوزیت زمینه فلزی SiC/Ti-24Al-11Nb در سه نسبت قطر 25، 50 و 75 درصد به یکدیگر است. گرایش کلی بارگذاری در لوله اتوفرتاژ شده منجر به اثر نرم شدن سطح لوله می شود. این پدیده به عنوان کاهش سختی سطح داخلی لوله مشاهده می شود. همچنین حداکثر تنش ناشی از چرخه ترمومکانیکی تا عمق 9 میلی متر برای لوله با طراحی ترکیبی وجود دارد و پس از آن تغییرات حداقلی است. این عمق فعال برای شروع ترک است.

مخازن استوانه­ای جدار ضخیم در صنایع نفت، شیمیایی، هسته­­ای و نظامی به منظور تحمل فشارهای داخلی کاربرد ویژه­ای دارند. وجود تنش پسماند فشاری در جداره­ی مخازن جدار ضخیم موجب افزایش فشار ترکیدگی و عمر خستگی آن می­گردد. فرآیندهای اتوفرتاژ و تداخل شعاعی در استوانه­ی چندلایه­ از روش­های مرسوم ایجاد تنش پسماند در جداره­ی مخازن می­باشند. به منظور دستیابی به استحکام و عمر خستگی بالاتر، از ترکیب این دو فرآیند نیز استفاده می­شود. انتگرال J معیار مناسبی جهت ارزیابی رشد ترک در میدان­های کرنش الاستیک و الاستوپلاستیک می­باشد. در این پژوهش با استفاده از روش اجزای محدود، توزیع انتگرال J در طول پیشانی ترک نیم بیضی در سطح داخلی استوانه­ی دولایه­ی متداخل که انتهای آن بسته بوده و لایه داخلی آن اتوفرتاژ گردیده، محاسبه و سپس فشار ترکیدگی بر مبنای معیار چقرمگی شکست ماده، JΙC تعیین شده است. همچنین تاثیر پارامترهای مقدار اتوفرتاژ، تداخل شعاعی، عمق، زاویه و شکل ترک بر توزیع انتگرال­ J و فشار ترکیدگی بررسی گردیده است. لایه­های داخلی و خارجی استوانه­ی دو لایه از جنس آلیاژ آلومینیوم 7075 گرید 6T در نظر گرفته شده است. رفتار سخت ­شوند­گی غیر خطی دوره­ای این آلیاژ با استفاده از مدل چابوچه، پیش بینی گردیده است. اعتبار پژوهش بررسی و دقت بالای نتایج، اثبات گردید.

لوله جدار ضخیم اتوفرتاژ حاوی ترک طولی نیم بیضوی مورد مطالعه قرار می گیرد. جهت بررسی تغییرات ضریب شدت تنش روی جبهه ترک، ابتدا تابع وزن دوبعدی لوله ترک دار استخراج می شود. این تابع وزن می تواند ضریب شدت تنش تمام نقاط روی جبهه ترک را محاسبه کند، همچنین، به کمک این تابع وزن امکان در نظر گرفتن بارگذاری های پیچیده بر روی سطح ترک از جمله بارهای ناشی از گرادیان فشار محوری در لوله های کوتاه و لوله های انتها باز میسر می شود. نتایج نشان می دهد که بر خلاف لوله های تحت فشار یکنواخت، در لوله های تحت گرادیان فشار، بیشترین ضریب شدت تنش لزوما در عمیق ترین نقطه و نقاط سطحی نخواهد بود. در لوله های اتوفرتاژ بیشترین ضریب شدت تنش عموما در نقاط غیرسطحی رخ می دهد. نتایج ضریب شدت تنش حاصل از روش تابع وزن دوبعدی با نتایج حاصل از روش اجزا محدود از تطابق خیلی خوبی برخوردار است. نتایج نشان داد که شکل عمومی تابع وزن پیشنهادی برای ترک های سطحی تنها با به کارگیری یک جمله از سری کران دار آن از دقت مناسبی برخوردار خواهد بود. پیش بینی شکل جبهه ترک خستگی با استفاده از تابع وزن دوبعدی می تواند دقیق تر از تابع وزن یک بعدی باشد.