نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه صنعتی شاهرود

چکیده

معیار شکست مبتنی بر ضرایب تمرکز تنش که در مطالعات مکانیک شکست رایج است با معیار شکست مبتنی بر مولفه‌های تنش که اخیرا ارائه شده، باهم مقایسه و مزایا و معایب هر یک در پیش‌بینی جهت رشد ترک با استفاده از مثال‌هایی بطور کمی بحث شده است. برای بدست آوردن بردار جابجایی و تانسورهای کرنش و تنش روش عددی بدون مش گالرکین بکار گرفته شده است. برای مدلسازی ترک‌ها معیار رویت‌پذیری و برای تعیین ضرایب تمرکز تنش حالت ترکیبی کششی و برشی از روش انتگرال اندرکنش M استفاده شده است. دو مثال تحت شرایط حالت ترکیبی به ترتیب تحت بارگذاری برشی و فشاری جهت مقایسه دو معیار تحلیل شده است. نتایج ضرایب تمرکز تنش محاسبه شده با روش بدون مش گالرکین و انتگرال M با نتایج المان محدود و راه‌حل تحلیلی تطابق خوبی دارند. معیار مبتنی بر ضرایب تمرکز تنش فقط قادر است جهت رشد اولیه ترک را بطور صحیح پیش‌بینی کند حال‌آنکه معیار مبتنی بر مولفه‌های تنش قادر است در تمام حالات جهت رشد ترک را پیش‌بینی ‌کند و نتایج آن در مقایسه با نتایج عددی و آزمایشگاهی تطابق مناسب دارد.  

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Failure Criteria Based on Stress Intensity Factors and Stress Components to Predict Crack Propagation Trajectory in Rock Mediums

نویسندگان [English]

  • H Mirzaei
  • R Kakaei
  • B Hasani
  • S.M.E Jalali

Shahrood University of Technology

چکیده [English]

   The commonly used failure criterion based on stress intensity factors is compared with new developed stress based failure criterion to predict crack growth trajectory and the advantages and disadvantages of both criteria are discussed using some examples. To obtain displacement vector and strain and stress tensors, the element free Galerkin method (EFGM) is used. The visibility criterion is applied to model cracks and the M-integral method is employed to calculate the stress intensity factors. Two examples are considered to evaluate the mentioned failure criteria. The stress intensity factors obtained from EFGM show good agreement with the results of finite element and analytical solutions. The failure criterion based on stress intensity factors only can predict the initial crack trajectory however the stress based failure criterion can predict the complete crack growth path and its predictions coincide very well with numerical and experimental results.      

کلیدواژه‌ها [English]

  • Failure criteria
  • crack trajectory
  • Stress intensity factors
  • Element Free Galerkin Method
  • M-integral