مطالعه تاثیر نرخ بارگذاری بر نحوه گسترش ترک در نمونه های سنگی ترک دار به روش عددی

شرایط بارگذاری علاوه بر اینکه روی مقاومت و ویژگی های مکانیکی نمونه های سنگی تاثیرگذار است، فرآیند ایجاد و گسترش ترک در نمونه ها را نیز تحت تاثیر قرار می دهد. در این تحقیق فرآیند رشد و انتشار ترک در نمونه های گرانیتی حاوی 1، 3، 6، 9 و 36 ترک، تحت نرخ های بارگذاری مختلف و با استفاده از نرم افزار RFPA مورد مطالعه قرار گرفته است. برای اعمال نرخ های بارگذاری مختلف، از تغییرات میزان جابه جایی صفحه بارگذاری در مراحل مختلف استفاده شده است. نرخ های بارگذاری مورد مطالعه در این تحقیق 002/0، 02/0 و 2/0 میلی متر در هر مرحله بارگذاری است. در این تحقیق تاثیر هم زمان چگالی ترک و نرخ بارگذاری بر نحوه شروع و انتشار ترک و الگوی شکست نهایی نمونه ها بررسی شده است. مستقل از چگالی ترک ها و نوع بارگذاری، در مراحل اولیه بارگذاری ابتدا ترک باله ای از انتهای ترک های موجود رشد کرده و با ادامه روند بارگذاری روی نمونه، ترک های برشی ثانویه شامل ترک های مورب و شبه صفحه ای تشکیل شده اند. با افزایش نرخ بارگذاری از طول ترک های باله ای کاسته شده بطوریکه که می توان گفت در نرخ بارگذاری 2/0 هیچ ترک باله ای ایجاد نمی شود بلکه در ابتدای بارگذاری ترک شبه صفحه ای از نوک ترک های موجود انتشار می یابد. در نمونه های حاوی ترک بیشتر ترک های باله ای اغلب از نوک ترک های کناری انتشار می یابند. در نمونه های با تعداد ترک کم (نمونه های حاوی 6،3،1 و 9) و در نرخ های بارگذاری پایین ترک های برشی مورب غالب هستند بطوریکه شکل شکست نهایی نمونه را تعیین می کنند. با افزایش نرخ بارگذاری انتشار ترک های برشی شبه صفحه ای نیز آغاز می شود به نحوی که در نرخ بارگذاری 2/0 تعیین کننده شکل شکست نهایی می باشند. در نمونه حاوی 36 ترک، مستقل از نرخ بارگذاری ترک های برشی شبه صفحه ای تعیین کننده تر هستند. با افزایش نرخ بارگذاری تا 2/0 در این نمونه، ابتدا قطعه های کوچکی از اطراف نمونه جدا می شود و در ادامه، شکست نهایی به صورت صفحه برشی خواهد بود.