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.