شبیه سازی عددی تاثیر زاویه داری درزه و فاصله داری درزه از سینه کار بر مکانیزم شکست ناحیه زیرین برندهTBM

در این مقاله تاثیر زاویه داری، فاصله داری درزه و چسبندگی سطح درزه بر مکانیزم شکست ناحیه زیرین برنده TBM به وسیله مدلسازی عددی  PFCمورد بررسی قرار می گیرد. در ابتدا مدل عددی کالیبره می گردد. به این ترتیب که آزمون های آزمایشگاهی تک محوره و برزیلی روی نمونه های با ابعاد NX انجام می شود. این آزمایش ها با روش عددی نیز شبیه سازی می شود و میکروپارامترهای مدل عددی با سعی و خطا به گونه ای تعیین می شود که رفتار مکانیکی نمونه آزمایشگاهی و مدل عددی یکسان گردد. بعد از کالیبراسیون، مدل عددی با ابعاد 10×11 سانتی متر حاوی درزه آماده سازی شده است. مدل ها یک درزه ممتد با زاویه داری°0، °15، °30، °45، °60، °75 و °90 دارند که فاصله این درزه ها از سینه کار  1،  5/2 و  4 سانتی متر است. سه مقدار متفاوت MPa 2/0، MPa 45/0 و MPa 75/0 برای چسبندگی درزه لحاظ گردید. یک برنده U شکل به شعاع 1 سانتی متر در تماس با سینه کار قرار می گیرد و بار محوری را عمود بر سینه کار وارد می کند. نتایج نشان می دهد که آرایش درزه تاثیر بسزایی بر الگوی گسترش ترک دارد. در این مقاله بار اولیه و بار ثانویه شکست معرفی می گردد. بار اولیه شکست باعث ایجاد اولین ترک ها در زیر برنده می شود و بار ثانویه شکست باعث رشد ترک های ثانویه در زیر ترک های اولیه می شود. در شروع دندانه گذاری مقدار بار اولیه شکست ماکزیمم است. با ادامه بارگذاری مقدار نیرو افت می کند و به مقدار تقریبا ثابت و یا بار ثانویه شکست می رسد. آرایش درزه تاثیر مهمی بر بار اولیه و ثانویه شکست دارد. همچنین نتایج نشان می دهد که خواص برشی درزه تاثیر بسزایی بر نیروی ثانویه شکست دارد به گونه ای که با افزایش خواص برشی، نیروی ثانویه شکست افزایش می یابد ولی نیروی اولیه شکست همواره ثابت است.