مطالعه آزمايشگاهي و عددي تاثير برنده Uشكل بر درزه هاي ناممتد

Experimental and numerical investigation on the effect of u shape cutter force on the non-persistent joint

هدف اين مقاله بررسي تاثير فاصله داري درزه ناممتد از برنده u شكل بر مكانيزم رشد ترك مي باشد. همچنين مطالعه اينكه با تغيير زاويه داري درزه ناممتد نسبت به افق و تعداد درزه ناممتد، مكانيزم رشد ترك چگونه تغيير مي كند. به اين منظور 9 نمونه هاي با ابعاد cm 10* cm 10* cm 5 حاوي درزه ناممتد ساخته شد. سه نمونه اول داراي يك درزه ناممتد با زاويه داري هاي 0 ،45 و90 درجه، طول 2 سانتي متر و فاصله درزه تا برنده u شكل 2 سانتي متر مي باشد. سه نمونه دوم داراي يك درزه ناممتد با زاويه داري هاي 0 ،45 و90 درجه، طول 2 سانتي متر و فاصله درزه تا برنده u شكل 4 سانتي متر ميباشد. سه نمونه سوم داراي دو درزه ناممتد با زاويه داري هاي 0 ،45 و90 درجه كه طول درزه هاي ناممتد 2 سانتي متر و فاصله درزه ناممتد اول تا برنده u شكل 2 سانتي متر و فاصله درزه ناممتد دوم از درزه ناممتد اول 2 سانتي متر ميباشد. نمونه ها با نرخ mm/s 01/0 تحت آزمايش قرار گرفتند. همزمان با انجام مطالعات آزمايشگاهي، شبيه سازي عددي توسط نرم افزار FRANC2D نيز بر روي نمونه هاي حاوي درزه هاي ناممتد انجام شد. نتايج نشان مي دهند كه فاصله داري درزه ناممتد اتا برنده u شكل، زاويه داري درزه ناممتد و تعداد درزه ناممتد تاثير بسزايي برمكانيزم رشد ترك دارد. همچنين نتايج نشان دادند كه مود شكست و الگوي شكست نمونه هاي آزمايشگاهي و مدل هاي عددي مشابه مي باشند.

The aim of this paper is to study the effect of spacing of the joint from ‘u’ shape cutter on the fracture mechanism and to investigate the effect of joint angularity under ‘u’ shape cutter loading on the shear failure mechanism. For this purpose nine sample with dimension of 5 cm *10 cm*10cm consisting non-persistent joints were prepared. The first sets of three specimens have one non-persistent joint with length of 2cm and angularity of 0, 45 and 90. The spacing between joint and top of the sample was 2cm. The second sets of three specimens have one non-persistent joint with length of 2cm and angularity of 0, 45 and 90. The spacing between joint and top of the sample was 4cm. The third sets of three specimens have two non-persistent joint with length of 2cm and angularity of 0, 45 and 90. The spacing between upper joint and top of the sample was 2cm and the spacing between lower joint and upper joint was 2cm. the samples were tested under loading rate of 0.01 mm/s. concurrent with experimental investigation, numerical simulation were performed on the non-persistent joint using FRANC2D. the results shows that the spacing between joint and specimen edge and joint angularity have important effect on the crack growth mechanism. Also, failure mode and failure pattern in experimental test and numerical simulation are similar.