مدلسازی عددی مکانیزم شکست ترک زبر در نمونه های دیسکی

چکیده

یکی از اهداف مکانیک شکست در تحلیل مسائل حاوی ترک، بررسی رشد و گسترش ترک است.  هر ترک تنها در محیط با توجه به هندسه و شرایط بارگذاری رشد و گسترش می­یابد که می­تواند تحت مودهای خالص و یا تحت مود ترکیبی باشد. الگوی رشد و گسترش ترک در این شرایط مشخص و مطابق با مود شکست است. یکی از مهم­ترین عوامل موثر در گسیختگی سازه­اي پدیده ترك خوردگی المان­هاي سازه  می­باشد . نظر به اهمیت موضوع بررسی ترك در سازه­ها در اوایل نیمه دوم قرن بیستم به صورت روابط تجربی و معین آغاز و با معرفی مدل­هاي مختلفی نظیر مدل گریفیث، پاریز اردوگان، فورمن، نیومان و غیره ادامه یافت. با مشاهده پراکندگی­هاي چشم­گیر و غیرقابل صرف­نظر در نتایج تست­هاي موجود، بررسی این مسئله به صورت آماري با تحقیقات ویبول در این زمینه آغاز شد و اکنون نیز طی بیش از سه دهه محققان روش­ها و مدل­هاي گوناگونی جهت تحلیل پدیده ترك و رشد آن ارائه کرده­اند. در این تحقیق با استفاده از نرم افزارآباکوس و با بهره­گیري از روش اجزای محدود و بر پایه اصول مکانیک شکست، پدیده ترك خوردگی و رشد ترك و برسی فاکتور شدت تنش ترک زبر و ترک صاف و گسترش ترک پروفیل­های زبری بارتن مورد بررسی قرار گرفته است.  بررسی انجام شده در این تحقیق نشان می­دهد که زبری ترک در سنگ اثر مهمی بر نحوه­ی انتشار ترک و ضریب شدت تنش در نوک ترک در نمونه­ی دیسکی دارد و مشاهدات عددی نشان می­دهد که با افزایش ضریب زبری ترک انحراف ترک­های باله­ای از پیش­ترک اولیه کاهش پیدا می­کند.