Науковий вісник НГУ

Розрахунок крихкого руйнування гірської породи з використанням бессеточного методу

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Геотехнічна і гірнича механіка, машинобудування

Останнє оновлення: 05 червня 2015

Опубліковано: 27 березня 2015

Перегляди: 4438

Автори:

І.Є. Шиповський, кандидат технічних наук, Науково-дослідний центр ВС України „Державний океанаріум“, провідний науковий співробітник, м.Севастополь, АР Крим

Реферат:

Мета. Визначення впливу наявності тріщин на напружено-деформований стан (НДС) і характер руйнування матеріалу, а також оцінка можливостей вибраного розрахункового підходу до рішення завдань крихкого руйнування. 

Методика. За допомогою комп'ютерного моделювання методом згладжених часток SPH (Smooth Particle  Hydrodynamics) досліджується поведінка крихких зразків при одновісному стискуванні. Визначені основні параметри: розподіл напруги, що виникає при вантаженні, а також утворення областей руйнування у зразках.

Результати. При одновісному стискуванні отримані картини руйнування крихких зразків з початковою центральною тріщиною різної орієнтації, що показують вплив орієнтації тріщини на характер руйнування. Використання методу згладжених часток  дозволяє досить точно розраховувати завдання деформації та руйнування зразків з наявністю тріщин.

Наукова новизна. Розроблена й реалізована вибрана обчислювальна технологія для вирішення даного класу завдань. Шляхом комп'ютерного моделювання визначений вплив тріщини на руйнування.

Практична значимість. Наукова й практична цінність роботи полягає в дослідженні руйнування крихких зразків з тріщиною при одновісному стискуванні, дослідженні динаміки їх стану, хвилевих процесів і механізмів їх руйнування, у визначенні впливу початкових параметрів зразків. Запропонований підхід комп'ютерного моделювання дає дослідникам інструмент, що дозволяє приймати науково обґрунтовані рішення для постановки фізичних експериментів. Розрахунки динаміки руйнування зразків у двовимірній постановці можуть бути корисні як необхідний фактичний матеріал при переході до тривимірної постановки завдання, що істотно розширює можливості комп'ютерного моделювання. 

Список літератури / References:

1. Гузь А.Н. Построение основ теории устойчивости горных выработок / А.Н. Гузь // Успехи механики: в 6-ти томах. – 2008. – Т. 4. – С. 93–128.

Guz, A.N. (2008), “Construction of the foundations of the theory of stability of the mine opening”, Uspekhi Mekhaniki, Vol. 4, pp. 93–128.

2. Graya, J.P. and Monaghan, J.J. (2004), “Numerical modelling of stress fields and fracture around magma chambers”, Journal of Volcanology and Geothermal Research, Vol. 135, pp. 259–283.

3. Моделирование разрушения хрупких и квазихрупких тел и геосред / М.О. Еремин, Ю.А. Костандов, П.В. Макаров [и др.]  // Физическая мезомеханика. – 2012. – Т. 15. – № 3. – С. 35–44.

Kostandov, Yu.A., Makarov, P.V., Yeremin, M.O., Shipovskii, I.Ye. and Smolin, I.Yu. (2012), “Simulation for failure of fragile and quasifragile bodies and geoenvironments”,  Fizicheskaya Mezomekhanika, vol. 15,  no. 3, pp. 35–44.

4. Wilkins, Mark L. (1999), Computer simulation of dynamic phenomena, Springer.

5. Libersky, L.D. and Randles, P.W. (1996), “Smootred Particle Hydrodynamics: Some recent implements and applications”, Comput. MethodsAppl. Mech. Engrg., Vol. 139, pp. 375–408.

6. Костандов Ю.А. Влияние ориентации начальной трещины и контактного трения на разрушение хрупких тел / Ю.А. Костандов, В.С. Медведев // Геотехническая механика: Межведомств. сб. науч. трудов – 2012. – Вып. 97. – С. 231–240.

Kostandov, Yu.A. and Medvedev, V.S. (2012), “Dependence of durability of fragile bodies at their compression from a pin friction and orientation of initial crack”, Geotekhnicheskaya Mekhanika, no. 97, pp. 231–240.

7. Стефанов Ю.П. Численное моделирование процессов деформации и разрушения геологических сред: автореф. дис. на соискан. научн. степени д-ра физ.-мат. наук / Стефанов Ю.П. – Томск: Ин-т физики прочности и материаловедения СОРАН, 2008. – 30 с.

Stefanov, Yu.P. (2004), “Numeral Simulation of Processes of Deformation and Destruction of Geological Environments”, Abstract of Dr. Sci. (Phys.-Math.) dissertation, Institute of Strength Physics and Materials Science under NAS of Russia, Tomsk, Russia.

2015_1_shipovskii
2015-03-27  572.61 KB  1083

• < Попередня
• Наступна >