کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7196000 1468305 2018 32 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Static shear fracture influenced by historic stresses path and crack geometries in brittle solids
ترجمه فارسی عنوان
شکستگی استاتیک برشی تحت تأثیر مسیرهای استرس تاریخی و هندسه های ترک در حالت جامد شکننده است
کلمات کلیدی
جامدات شکننده شکستگی برشی، مسیر استرس تاریخی، هندسه کراک، فشرده سازی استاتیک،
ترجمه چکیده
مسیر استرس تاریخی به شدت بر تغییرات شکستگی برشی تأثیر می گذارد و هندسه ترک دارای اهمیت زیادی برای خواص مکانیکی جامدات شکننده است (مثلا سنگ، سرامیک، شیشه و بتن، سنگ اصلی هدف این مطالعه است) در فشرده سازی استاتیک. در این مطالعه، یک روش تحلیلی جدید برای پیش بینی اثر مسیر استرس تاریخی بر خواص برشی استاتیک تحت زاویه های مختلف کرک ارائه شده است. یک فاکتور شدت تنش بهبود یافته با اثر زاویه ترک با استفاده از مدل ترک شکاف مشتق شده است. ایجاد رابطه بین رشد کرک و کشش حاصل از همبستگی آسیب های میکرو و کلان به این عامل شدت تنش بهبود یافته، رابطه ای استرس-کرنش مبتنی بر ترک با توجه به اثر زاویه کرک ارائه شده است. تعیین رابطه تنش-تنش بر اساس رشد ترک، معیار شکست مور-کولون و مدل نرم کننده سمین مور کولون، راه حل تحلیلی، توصیف تغییرات خواص برشی همراه با افزایش فشار در ناحیه بعدی پتانسیل استرس- منحنی فشار پیشنهاد شده است. و سپس کشش وابسته به زمان، ناشی از رشد شکاف زیر کریستال با توجه به تأثیر مسیر استرس در این راه حل تحلیلی، تأثیر مسیر تنش بر تغییرات خواص برشی در طول زمان ناشی از رشد شکاف زیرکریتی تحت زاویه های مختلف ترک در فشرده سازی استاتیک . علاوه بر این، اثر زاویه کرنر و اندازه کرک بر مقاومت فشاری، زمان شکست شکست، سرعت زاویه اصطکاک داخلی، و مقاومت برشی حداکثر تحلیل می شود. همچنین تحولات استرس پایدار، زاویه اصطکاک داخلی و مقاومت برشی تحت زاویه های مختلف ترکیبی نیز مورد بحث قرار گرفته است. عقلانیت روش تحلیلی با مقایسه نتایج تجربی منتشر شده تایید شده است. نتایج مطالعات یک روش تحلیلی ممکن برای توضیح اثرات بارگذاری خارجی و هندسه های کر کروی بر روی خواص برشی غیر قابل اندازه گیری سنگ های شکننده در فشرده سازی استاتیک ارائه می دهد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
چکیده انگلیسی
Historic stress path strongly influences the variations of shear fracture, and crack geometry has a great significance for the mechanical properties of brittle solids (e.g., rock, ceramic, glass, and concrete, rock is the major object in this study) in static compression. In this study, a new analytic method is proposed to predict the effect of historic stress path on static shear properties under different crack angles. An improved stress intensity factor containing crack angle effect is derived by use of the wing crack model. Drawing a relation between crack growth and strain obtained from the correlation of micro and macro damages into this improved stress intensity factor, a crack growth- based stress- strain relation considering crack angle effect is given. Coupling the crack growth-based stress-strain relation, the Mohr-Coulomb failure criterion and the Mohr-Coulomb strain-softening model, an analytic solution describing the variation of shear properties along with the increasing strain at the post- peak area of stress- strain curve is proposed. And then drawing the time-dependent strain caused by subcritical crack growth considering the effect of stress path into this analytic solution, the effects of stress path on variations of shear properties over time caused by subcritical crack growth under different crack angles are studied in static compression. Furthermore, the effects of crack angle and crack size on compressive strength, static failure time, peak internal friction angle, and peak shear strength are analyzed. The stress-stepping evolutions of cohesion, internal friction angle and shear strength under different crack angles are also discussed. Rationality of the analytic method is verified by comparing with the published experimental results. The study results provide a possible analytic method to explain the effects of external loadings and internal crack geometries on unmeasured shear properties of brittle rocks in static compression.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Theoretical and Applied Fracture Mechanics - Volume 96, August 2018, Pages 64-71
نویسندگان
, , , ,