شبیه سازی عددی رشد ترک در نمونه های دیسکی ترک دار به روش المان محدود توسعه یافته

یکی از پدیده هایی که در زمینه مهندسی ژئوتکنیک مورد توجه قرار دارد، شکست توده های سنگی به ویژه توده های ترک دار می باشد. وجود ترک و شکستگی های اولیه در مصالح طبیعی امری اجتناب ناپذیر و بخشی از ساختار آن ها می باشند. این ترک ها سبب می شوند که این مصالح و علی الخصوص توده های سنگی تحت بارهای مکانیکی یا سایر عوامل محیطی سریع تر گسیخته شوند. برای مطالعه این موضوع، بررسی تاثیر وجود ترک در استحکام مواد حائز اهمیت می باشد تا بتوان با پیشبینی صحیح و دقیق نحوه رشد ترک، وضعیت مصالح ترک دار را تحت بارگذاری هایمختلف مورد ارزیابی قرارداد. بدین منظور برای بررسی مسیر رشد ترک، تاثیر پارامترهایی مانند مقدار بار جانبی، نسبت طول ترک به قطر نمونه و شکل نوک ترک بر روی زاویه رشد ترک، در نرم افزار آباکوس و با استفاده از روش المان محدود توسعه یافته XFEM بر روی نمونه های دیسکی ترکدار با نسبت طول ترک به شعاع 0/5 و زاویه قرارگیری ترک β های مختلف شبیه سازی شده و تحت بارگذاری دومحوره در سه سطح نیروی جانبی قرار گرفتند. به منظور صحت سنجی شبیه سازی عددی انجام گرفته بر روی نمونه های ترکدار، نتایج حاصله با نتایج آزمایشگاهی موجود بر روی نمونه های دیسکی ترک دار شامل دو نوع مصالح مصنوعی و طبیعی با شکل نوک ترک های متفاوت مقایسه شده اند. مشاهده گردید که بین نتایج حاصل از شبیه سازی عددی (مسیر رشد ترک) و نتایج موجود آزمایشگاهی مطابقت قابل قبولی وجود دارد. در این تحقیق مسیر رشد ترک در حالت های مختلف بارگذاری با استفاده از شبیه سازی عددی با روش XFEM مورد بحث قرار گرفته است

کلیدواژه ها:

رشد ترک ، روش XFEM ، المان محدود توسعه یافته