اعتبارسنجي الگوي شكست نمونه آزمايش شده با دستگاه مبدل بار فشاري به كششي توسط نرم افزار FRANC2D و روش ناپيوستگي جابجايي

Validation of Failure Pattern in Sample Tested in Compression to Tensile Load Convertor Device Using FRANC2D and Displacement Discontinuity methods

در اين مقاله، دستگاه مبدل بار فشاري به كششي (CTT) معرفي مي شود كه با استفاده از آن مي توان شكست كششي در نمونه ايجاد نمود. دستگاه تبديل بار فشاري به بار كششي از 6 قسمت مختلف ساخته شده است. جزء شماره 1 و 2، ∪ شكل و ∏ شكل مي باشند كه از فولاد ضد زنگ ساخته شده اند. جزء شماره 3 و 4، دو فولاد ضد زنگ نيمه استوانه اي با ابعاد mm 60×mm75×mm10 هستند. جزء شماره 5 و 6، دو تيغه فولادي با ابعاد mm 20× mm 10× mm 190 مي باشند. نمونه هاي بتني مورد استفاده در اين تست داراي مقطع مستطيلي و حفره مركزي است. نمونه مورد آزمايش، داراي ابعاد mm190× mm60 ×mm 150 و حفره مركزي داراي قطر mm 75 و ارتفاع mm 60 مي باشد. نسبت قطر حفره به عرض نمونه برابر 5/0 است. اين هندسه با استفاده از مجموعه اي از شبيه سازي ها توسط نرم افزار FRANC2D ، انتخاب شده است. نمونه هاي بتني از تركيب آب، ماسه ريز دانه و سيمان با نسبتهاي %40، %30 و %30 آماده شده اند. دستگاه و نمونه بتني در ماشين تك محوره قرار مي گيرد. با تبديل بار فشاري به بار كششي توسط دستگاه CTT، آزمايش كشش انجام شد. الگوي شكست رخ داده در نمونه آزمايشگاهي گوياي شكست كششي است. به منظور اعتبارسنجي الگوي شكست نمونه آزمايشگاهي، آزمايش كشش توسط نرم افزار FRANC2D و روش ناپيوستگي جابجايي مرتبه بالاتر شبيه سازي شد. تطابق الگوي شكست نمونه آزمايشگاهي، مدل عددي FRANC2D و مدل عددي ناپيوستگي جابجايي مرتبه بالاتر بيانگر اعتبار دستگاه معرفي شده در ايجاد شكست كششي در نمونه مي باشد.

In this paper, a compressive to tensile load convertor (CTC) device has been introduced which can be used for induction of tensile failure in specimen. This devise was consisted of 7 different parts. Parts number 1 and 2 which have U shape and П shape section have been made from stainless steel. Parts number 3 and 4 were made from two semi-cylindrical stainless steels with dimension of 10mm × 75mm × 60mm. Parts number 5 and 6 were made from two stainless steels with dimension of 190mm × 10mm × 20 mm. The concrete specimens used in this test have rectangle shape with internal pore. This geometry was gained from FRANC2D simulation outputs. The concrete samples has been prepared by mixing water, fine sand and cement by the ratio of 40%, 30% and 30%. The CTC device and sample were inserted in uniaxial test machine. The tensile test was performed by conversion of compression load to tensile load using CTC test. The tensile failure pattern occurred in the sample. For validation of experimental results, numerical simulations have been done using FRANC2D and high order displacement discontinuity method. The good accordance between failure pattern in numerical simulations and experimental test shows the validation of introduced device in induction of tensile failure in specimens.