مدلسازی عددی فرآیند انتشار ترک در نمونه زغالسنگ ترد حاوی ترک تحت بار فشاری
نویسندگان
1 مدیر نظارت، بازرسی و ایمنی سازمان نظام مهندسی معدن ایران
2 دانشکده مهندسی معدن و متالورژی دانشگاه یزد
3 دانشگاه یزد- دانشکده مهندسی معدن و متالورژی
4 عضو هیات علمی دانشکده مهندس معدن و متالورژی دانشگاه یزد
doi
چکیده
در نمونه زغالسنگ ترد حاوی ترک تحت بار فشاری، اولین ترک ایجاد شده ترک بالهای است که تحت نیروی کششی به وجود میآید. پس از آن به ترتیب ترک صفحهای و مورب شکل گرفته که حاصل از نیروی برشی است. در این پژوهش جهت بررسی مسیر رشد انواع ترک و مقدار نیروی لازم جهت ایجاد آن از یک روش المان گسسته مبتنی بر مدل پیوند موازی خطی (LPBM) استفاده شده است. نتایج مدل های عددی با بررسی بار وارد بر نمونه زغالسنگ حاوی ترک از پیش موجود نشان داده است که میانگین مقدار نیروهای نرمال برای شکستن پیوند در ترک بالهای حدود 11 و 30 درصد در ترک مورب و همصفحه است و همین مقدار پایین نیروهای نرمال دلیلی بر رشد ترک بالهای کششی در نمونه است. مقدار نیروی برشی لازم برای غلبه بر پیوند موازی ذرهها در ترک مورب و همصفحه به ترتیب حدود 5/7 و 5/3 برابر ترک بالهای است و برای رشد ترک لازم است پیوند برشی بین ذرهها در مسیر ترک مورب و هم صفحه شکسته شود. میانگین نیروی برشی لازم برای شکستن پیوند در مسیر ترک همصفحه حدود 47 درصد در مسیر ترک مورب است، و این موضوع باعث میشود ترک همصفحه سریعتر از ترک مورب شکل بگیرد. تا قبل از مقاومت اوج نمونه ترک بالهای نسبت به بقیه ترکهای ثانویه بیشترین طول را دارد و این موضوع سبب به هم پیوستن ترکهای از پیش موجود در لایههای زغالسنگ با استفاده از ترک بالهای میشود.
