بررسی آزمایشگاهی اثرات ضخامت قطعه در چقرمگی شکست مواد سنگی در حالت بارگذاری مود II خالص

بررسی شکست توده های سنگی، همواره مورد توجه مهندسان عمران، معدن و مکانیک بوده است. چنان چه در قطعات سنگی، ترکی وجود داشته باشد، اهمیت موضوع شکست قطعات سنگی را دوچندان می کند. در این راستا، از چقرمگی شکست به عنوان یکی از خواص مکانیکی مواد سنگی برای تخمین استحکام سازه های سنگی ترک دار استفاده می شود. مقدار چقرمگی شکست، با انجام آزمایش های استاندارد روی قطعات ترک دار سنگی محاسبه می شود. یکی از نکات مهم در محاسبه مقدار چقرمگی شکست، ابعاد قطعه آزمایش شده است. ضخامت قطعه به عنوان بعد خارج صفحه ای، نقش مهمی در مقدار چقرمگی شکست دارد که کم تر به آن توجه شده است. بنابراین، در این مقاله، اثرات ضخامت در مقدار چقرمگی شکست قطعات سنگی هم در حالت بارگذاری مود I و هم در حالت بارگذاری مود II به صورت آزمایشگاهی بررسی می شود. برای این منظور، از قطعه نیم دیسک با ترک لبه ای تحت بار خمشی متقارن و نامتقارن استفاده شده است. قطعات آزمایش شده دارای شعاع ثابت و ضخامت های متغیر است. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که با افزایش ضخامت قطعه، مقدار چقرمگی شکست تا ضخامت خاصی روند صعودی دارد، اما بعد از آن ضخامت خاص، روند کاهشی پیدا می کند. اختلاف مقادیر چقرمگی شکست در روند کاهشی، زیاد نبوده و می توان مقدار تقریبا ثابتی برای چقرمگی شکست در نظر گرفت. هم چنین، انحنای مسیر رشد ترک در حالت مود II خالص با افزایش ضخامت قطعه بیش تر می شود.