تعین پارامترهای شکست دینامیکی نمونه مکعبی با استفاده از روش عددی المان محدود توسعه یافته

مقاومت ماده در برابر رشد ترک چقرمگی شکست نامیده می شود و تعیین مقدار دقیق چقرمگی شکست برای آنالیز سازه های مهندسی امر ضروری است. امروزه اکثر مسائل موجود در پروژه های عمرانی و معدنی مانند آتشباری، حفر تونل های راه، پرتاب سنگ و طراحی نگهدارنده ها تحت تاثیر بارهای دینامیکی می باشند با توجه به مطالعات محدود در مینه مسائل دینامیکی آگاهی از مکانیزم شکست دینامیکی مواد سنگی از مسائل مهم مکانیک سنگ است که اینگونه مسائل در حوزه علم مکانیک شکست قرار می گیرند و با بکارگیری این علم در مکانیک سنگ می توان رفتار سازه ها را بررسی نمود. اندازه گیری پارامترهای شکست دینامیکی مانند ضریب شدت تنش شکست و سرعت رشد ترک در تحلیل رفتار سازه های تحت بار دینامیکی از اهمیت زیادی برخوردار است. با توجه به پیچیده بودن مسائل مرتبط با رشد ترک تحت بار دینامیکی و اینکه روش های تحلیلی تنها برای مسائل ساده قابل بکارگیری می باشند. برای حل اینگونه مسائل معمولا از روش های عددی می توان به عنوان ابزاری قدرتمند استفاده کرد. در بین چندین روش مدل سازی عددی رشد ترک روش المان محدود توسعه یافته (X-FEM) به عنوان موثرترین روبکرد در دهه اخیر شناخته شده است. در این تحقیق هدف بکارگیری قابلیت روش المان محدود توسعه یافته (X-FEM) در نرم افزار آباکوس (ABAQUS) به منظور مدل سازی نمونه مکعبی دارای ترک مستقیم برای تعیین ضریب شدت تنش دینامیکی (Dynamic stress intensity factor) و سرعت رشد ترک می باشد نتایج مدل سازی نشان داده است که سرعت شروع رشد دینامیکی ترک ابتد از مقدار سرعت متوسط رشد ترک کمتر بوده و سپس با افزایش رشد ترک ، سرعت رشد دینامیکی ترک افزایش می یابد و همچنین روش برون یابی جابجایی در امتداد 45 درجه نسبت به امتداد ترک دقت کافی برای اندازه گیری ضریب شدت تنش در نمونه مکعبی را دارا می باشد.

Keywords:

شکست دینامیکی , نمونه مکعبی , المان محدود توسعه یافته , برون یابی جابجایی