امكان‌سنجي مدل‌سازي رشـد سه‌بعدي ترك در محيـط‌هاي متخلخـل با حفرات دايروي با استـفاده از مقاطع دوبعدي

با توجه به پيچيدگي‌هاي مطالعات آزمايشگاهي رشد ترك در مقياس حفره، روش‌هاي عددي متعددي در تحليل مسايل محيط‌هاي متخلخل استفاده شده است. اين روش‌ها، در مورد نمونه‌هاي سه بعدي حجيم با هزينه‌هاي محاسباتي زيادي همراه است. بنابراين، ارائه روش‌هايي جهت كم نمودن هزينه‌هاي محاسباتي، اهميت ويژه‌اي دارد. يكي از اين راهكارها، شبيه‌سازي فرآيند رشد ترك و شكست به‌صورت دوبعدي و تعميم آن به فضاي سه‌بعدي است. در اين پژوهش، امكان استفاده از اين راهكار در تحليل فرآيند تخريب مدل‌هاي سه‌بعدي و تخمين سريع‌تر رفتار ماده بررسي مي‌شود. ابتدا، مدل‌هاي شامل يك ترك و يك حفره در نرم افزار آباكوس مدل‌سازي شده و در ادامه به مدل‌هاي پيچيده‌تر حاوي پنج حفره در آرايش‌هاي مختلف، تعميم يافتند. مسير رشد ترك و ميزان مقاومت كششي مدل‌هاي سه‌بعدي و مقاطع دو‌بعدي به طور جداگانه محاسبه و مقايسه شدند. همچنين، مقاطع دوبعدي ابتدا در يك صفحه مختصات سه‌بعدي به يكديگر الحاق شده و در نهايت در فضاي سه‌بعدي نمايش داده شدند. نتايج نشان داد كه مقاطع دوبعدي كه شامل بيشترين تعداد حفرات مدل سه‌بعدي هستند، جواب‌هاي بهتري ارائه مي‌دهند. از طرفي، صفحه نهايي شكستگي نمونه در مقاطع دوبعدي همانند مدل سه‌بعدي است. ميانگين مقاومت كششي مقاطع دوبعدي تطابق قابل قبولي با مدل‌هاي سه‌بعدي دارند، به‌طوري كه مقدار مقاومت محاسبه شده در بيشتر موارد، كمتر از 6% با نمونه سه‌بعدي اصلي اختلاف دارند. نزديكي نتايج مقاطع دوبعدي با مدل سه‌بعدي و همچنين كاهش زمان پردازش مساله در حدود 85%، نشان از كارآيي روش پيشنهادي در اين پژوهش است.