تحليل عددي نمونه جديد آزمايشگاهي جهت انجام آزمايش هاي شكست تحت بارگذاري مود مركب I/III

هندسه قطعه آزمايشگاهي به منظور انجام آزمايش‌هاي شكست يكي از چالش‌هاي مهم در تعيين استحكام شكست مواد مي‌باشد. در اين پژوهش، يك نمونه جديد آزمايشگاهي موسوم به quot;نيم‌ديسك خمشي حاوي ترك سه‌بعدي quot; جهت بررسي رفتار شكست مواد مهندسي تحت بارگذاري مركب كششيبرشي خارج صفحه‌اي (I/III) پيشنهاد شده است. اين نمونه نيم‌ديسك شكل، حاوي ترك مورب بوده و بصورت خمش سه نقطه‌اي بارگذاري مي‌شود. به منظور محاسبه ضرايب شدت تنش در نوك ترك نمونه پيشنهادي با پارامترهاي هندسي و بارگذاري مختلف، تحليل‌هاي گسترده اجزاي محدود در نرم‌افزار آباكوس بصورت سه‌بعدي انجام گرفته است. نتايج تحليل‌ها نشان داد كه اين نمونه قادر به ايجاد مود مركب I/III بوده، بطوري كه با افزايش زاويه ترك، سهم مود III افزايش مي‌يابد. در مرحله بعد به منظور بررسي قابليت عملياتي بودن نمونه پيشنهادي، چند نمونه از جنس بتن آسفالتي ساخته و تحت مودهاي مختلف مركب I/III مورد آزمايش تجربي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه نمونه پيشنهادي به درستي مي‌تواند مود بارگذاري I/III را شبيه‌سازي كند. همچنين نتايج شكست نشان داد كه با افزايش مود III، استحكام شكست بتن آسفالتي كاهش مي‌يابد. از طرف ديگر، بررسي سطح شكست نمونه‌ها نشان داد كه در حالت بارگذاري مود III، مسير رشد ترك بصورت پيچشي بوده است.