Αριθμητική Διευρεύνηση του Τασικού και Παραμορφωσιακου Πεδίου του Ρηγματωμένου Βραζιλιανού Δίσκου     

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Λεβαντής Αλέξανδρος                                                                            
Επιβλέπων Καθηγητής: Παπαδρακάκης M., Καθηγητής               
Ημερομηνία : Οκτώβριος 2009  

Ένα τρισδιάστατο αριθμητικό μοντέλο παρουσιάζεται σε αυτή την εργασία με σκοπό να υπολογιστεί το τασικό πεδίο σε πολικές συντεταγμένες για ρηγματωμένο βραζιλιανό δίσκο με την μέθοδο των Πεπερασμένων Στοιχείων. Σκοπός της δημιουργίας των αριθμητικών λύσεων είναι να συγκριθούν τα αποτελέσματα  με διάφορα πειραματικά δεδομένα που θα προκύψουν από μελλοντικά πειράματα και να υποστηριχθεί η αναλυτική λύση των Πάζη-Μαρκίδη . Το πρόγραμμα που χρησιμοποιήθηκε για την αριθμητική επίλυση είναι το ΑNSYS 11.0 ενώ η επεξεργασία των αποτελεσμάτων έγινε με τη βοήθεια του MICROSOFT EXCEL. Τα κύρια γεωμετρικά χαρακτηρι­στικά του δίσκου είναι ακτίνα 50mm και πάχος 10mm. Διάφορες δοκιμές έγιναν για διάφορους τύπους ρωγμών με διαφορετικές διαστάσεις. Κατασκευάστηκαν δυο κύρια μοντέλα ένα με ελλειπτική ρωγμή και ένα με τετραγωνική ρωγμή με γενικά γεωμετρικά χαρακτηριστικά: μήκος 10 χιλιοστά και 4 χιλιοστά πάχος. Αρχικά δημιουργήθηκε το δισδιάστατο μοντέλο και κατόπιν ορίστηκε το πάχος του δίσκου. Επιπλέον ο δίσκος τεμαχίστηκε σε διάφορα επίπεδα κάθετα στη ρωγμή και παράλληλα στη ρωγμή με σκοπό την καλύτερη καναβοποιήση. Το στοιχείο που χρησιμοποιήθηκαν είναι ένα 8 κομβο πρισματικό τρισδιάστατο στοιχείο για την καναβοποίηση των αριθμητικών μοντέλων. Το στοιχείο αυτό έχει τρεις βαθ­μούς ελευθερίας στο κάθε κόμβο-για τις τρεις διαστάσεις. Ο αριθμός των στοιχείων είναι είναι ίσος με 94191 και ο αριθμός των κόμβων`105881 για το τρισδιάστατο μοντέλο με την τετραγωνική ρωγμή. Για το μοντέλο με την έλλειψη  92441  στοιχεία και 103868 κόμβους. Το υλικό του δίσκου θεωρήθηκε ισότροπο και γραμμικά ελαστικό με μέτρο ελαστικότητας 70 GPa και λόγο Poisson 0,30.Κατόπιν, τοποθετήθηκαν οι αρπάγες της ISRM στο αριθμητικό μοντέλο με σκοπό να προσομοιωθεί η πειραματική διάταξη. Ανάμεσα στις αρπαγές και στο δίσκο και ανάμεσα στα χείλη της ρωγμής τοποθετήθηκαν στοιχεία επαφής. Το υλικό των αρπαγών θεωρήθηκε ισότροπο και γραμμικά ελαστικό με μέτρο ελαστικότητας 270 GPa και λόγο Poisson  ίσο με 0,25.