مدلسازی غیرهمگن مخلوط آسفالتی با بکارگیری الگوریتم تولید و توزیع تصادفی سنگدانه ها

در این تحقیق، رفتار رشد ترک در قطعات غیرهمگن آسفالتی (متشکل از سنگدانه، ماستیک و فضای خالی) به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا نمونه های آسفالتی با استفاده از الگوریتم تولید و توزیع سنگدانه ها به صورت عددی ساخته شدند. سپس، با استفاده از شبیه سازی المان محدود نمونه های آسفالتی، تاثیر طول ترک، مدول الاستیسیته و نسبت پواسون ماستیک، مدول الاستیسته و نسبت پواسون سنگدانه ها، توزیع سنگدانه ها و موقعیت قرارگیری نوک ترک بر ضرایب شدت تنش (که نشان دهنده میدان شدت تنش نوک ترک می باشند) تعیین گردید. نتایج نشان می دهند، ضرایب شدت تنش بدست آمده از مدلسازی غیرهمگن، می توانند بیش از ۵۰ درصد با ضرایب شدت تنش بدست آمده از مدلسازی همگن متقاوت باشند. در میان عوامل بررسی شده، موقعیت نوک ترک، مدول الاستیسته ماستیک و سنگدانه ها بیشترین تاثیر بر ضرایب شدت تنش را دارند.در حالیکه، نسبت پواسون ماستیک و سنگدانه ها تاثیر چندانی بر ضرایب شدت تنش ندارند. از طرفی، هنگامیکه نوک ترک درون ماستیک قرار داشته باشد، ضرایب شدت تنش مود I در مدلسازی همگن، بیشتر از مقادیر متناظر ضرایب شدت تنش در مدلسازی غیرهمگن می باشند. درحالیکه اگر نوک ترک درون سنگدانه ها قرار داشته باشد، ضرایب شدت تنش در مدلسازی غیرهمگن بیشتر از ضرایب شدت تنش مدلسازی همگن می باشند. علاوه بر این مسیر رشد ترک با استفاده از معیار حداکثر تنش مماسی تعیین گردید. نتایج نشان می دهند، سنگدانه ها می توانند مسیر رشد ترک را به صورت محلی تغییر دهند، اما مسیر کلی رشد ترک در نمونه های همگن و غیرهمگن مشابه می باشد.

کلیدواژه ها:

ضرایب شدت تنش ، مدلسازی غیرهمگن ، مسیر رشد ترک ، خواص مکانیکی آسفالت