Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование процессов дефектообразования в искусственно выращенном кварце при одноосном сжатии

Фамилия
Морозов
Имя
Дмитрий
Отчество
Валентинович
Номинация
Горное дело
Институт
Горный институт
Кафедра
Физических процессов горного производства и геоконтроля
Академическая группа
ГФ-2-12
Научный руководитель
д.т.н., проф. Черепецкая Е.Б.
Название тезиса
Исследование процессов дефектообразования в искусственно выращенном кварце при одноосном сжатии
Тезис

Целью данной работы является изучение прочностных свойств и развитие дефектности при нагружении объекта, который можно считать материалом-аналогом скальным грунтам. Исследуемый материал представлял собой кристалл синтетического кварца, который был ориентирован длинной стороной по кристаллографической оси Y, который подвергался одноосному сжатию. Изучалась акустическая эмиссия исследуемого образца. Проводилось численное моделирование эксперимента по одноосному сжатию образца синтетического кварца с использованием программного комплекса Abaqus 6-13 «student edition». Задача решалась в динамической постановке в модуле «Abaqus/Explicit».

Исходя из схемы испытаний, в модели присутствовали следующие элементы: непосредственно образец, испытывающий на себе действие нагрузки, нижняя неподвижная плита и верхняя подвижная плита пресса. Верхняя и нижняя плиты задавались как недеформируемые элементы (discrete rigid element) и имели одинаковые геометрические размеры. Различия между ними определяются только граничными условиями: нижняя плита имела жесткое закрепление, а верхняя плита имела возможность свободных перемещений по оси Y. Нагрузка прикладывалась к верхней плите, что обеспечивало механическое воздействие на образец.

Динамическое увеличение действующей на образец механической нагрузки обеспечивалось назначением определенной амплитуды, которая контролировала величину силы, прикладываемой к верхней подвижной плите на каждом шаге расчета.

Условия на контактах между образцом и плитами пресса подразумевали отсутствие трения – свойства контакта «frictionless». Для описания поведения материала под нагрузкой и его прочностных характеристик использовалась модель Drucker-Prager.

В ходе проведения нагружения, максимальное напряжение для первого цикла составило 64,6 МПа, для второго – 78,4 МПа, что составило 43% и 52% от разрушающей

Получено что несмотря на высокую степень однородности, поведение исследуемого материала под нагрузкой является нелинейным и не может описываться функцией линейной упругости. Выявлено образование дефектов при уровне напряжений, составляющих менее 50% от разрушающих.