تاثیر مدلسازی ۳ بعدی در محاسبه پارامترهای شکست بتن

مسئله ی شکست همه ساله هزینه ی مالی و جانی بسیاری برای جوامع گوناگون به بار می آورد. از اوایل قرن بیستم، نگاه علمی به این مسئله آغاز شد. از این رو بررسی مسئله شکست در مواد مختلف از جمله بتن، که یکی از پرکاربرد ترین مواد در صنعت ساخت و ساز می باشد امری ضروری به نظر می رسد. برای تحلیل سازه های بتنی در مقیاس ماکرو فرض می شود بتن یک ماده همگن است، در صورتیکه در واقعیت بتن شامل اجزا مختلفی مانند خمیر سیمان، شن، ماسه و هوا می باشد که وجود این اجزا در تعیین رفتار بتن حائز اهمیت است. بنابراین در این بررسی برای محاسبه پارامترهای شکست بتن، خمیر سیمان و ۴ سایز مختلف سنگدانه مدل سازی شد تا بتوان تاثیر وجود سنگدانه ها در داخل خمیر سیمان بررسی گردد. با توجه به توزیع اتفاقی سنگدانه ها در خمیر سیمان، ۱۰۰ نوع مختلف توزیع سنگدانه در خمیر سیمان مدل سازی شد تا محدوده وسیعی از پاسخ ها مورد بررسی قرار گیرد. با بررسی نتایج ۱۰۰ نمونه عددی تیر خمشی تحت آزمایش سه نقطه، بر خلاف انتظار که تحت این آزمایش فقط باید ضریب شکست مود اول ایجاد شود به علت توزیع سنگدانه ها ضرایب شکست مود دوم و سوم نیز ایجاد شد، مقدار این مود ها احتمالا به شکل سنگدانه ها و محل قرارگیری آنها وابسته می باشد. وجود هر سه مود شکست، توزیع نرخ رهایی انرژی را در ضخامت از حالت یکنواخت خارج کرده، که می تواند باعث شکست زود هنگام نمونه گردد.

Keywords:

مکانیک شکست الاستیک خطی , اجزای محدود , مودهای شکست , مقیاس مزو