مدلسازی اثر کندشوندگی تیغه های برش tbm در هنگام نفود سنگ با استفاده از روش المان مرزی
چکیده
دستیابی به درون زمین، شامل مراحلی است که بیشک مرحله نفوذ یکی از ابتداییترین و مهمترین آنهاست. وارد شدن تیغه های دیسکی tbmدر سنگ و ایجاد خردههایی ازسنگ در ابعاد کوچک وبزرگ و نیز ایجاد ترکهای داخلی در آن بهعنوان فرآیند نفوذ شناخته شده است. در این تحقیق از علم مکانیک شکست خطی سنگ و معیار شکست تنش برشی ماکزیمم برای بررسی انتشار ترک و امتدادش تحت تیغه های دیسکی استفاده شده است.برای مدلسازی انتشار ترکها تحت تیغه های برش tbmکنداز روش ناپیوستگی جابجایی که زیرمجموعهای از روش المان مرزی است، استفاده شده است. در مدلسازی انجام شده، به منظور بالابردن دقت و کاهش مقدار خطا در محاسبهناپیوستگیجابجاییها،درتمامیالمانهایمرزی از المانهای مرتبه بالا (المانهای کوادراتیک)و برای جلوگیری از خطای ناشی از سینگولاریتی تنش و جابجایی درنزدیکی نوک ترک از سه المان مخصوص نوک ترک، کمک گرفته شده است. از آنجائیکه تیغه های دیسکی در tbmبعد از مدتی فرسایش پیدا می کنند. به همین دلیل تاثیر کندشوندگی را بصورت عددی با نتایج آزمایشگاهی تست lcmمقایسه شده است. جهت مدل کند شوندگی از تیغه های صلب- ثابت (ccs با قطر 432mmو ضخامت 80mm)، استفاده شده است. به منظور تولید انحناء در نوک ترک مدل ccs، 4 المان در نظر گرفته شده، که این انحنا موجب کاهش راندمان و افزایش انرژی ویژه مورد نیاز می شود.