مدل سازی عددی فرآیند نفوذ ابزار نفوذ در سنگ
چکیده
دستیابی به درون زمین، شامل مراحلی است که بیشک مرحله نفوذ یکی از ابتداییترین و مهمترین آنهاست. وارد شدن ابزار برش در سنگ و ایجاد خردههایی ازسنگ در ابعاد کوچک و بزرگ و نیز ایجاد ترکهای داخلی در آن به عنوان فرآیند نفوذ شناخته شده است. در تحلیل مسائل ترک، استفاده از علم مکانیک شکست خطی سنگ، کاربرد وسیعی دارد. در این پایان‌نامه، برای مدلسازی انتشار ترکها تحت نفوذ ابزار کند از 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 محاسبه ناپیوستگی جابجاییها، در تمامی المانهای مرزی از المانهای مرتبه بالا (المانهای کوادراتیک) کمک گرفته شده است، همچنین برای جلوگیری ازخطای ناشی از سینگولاریتی تنش و جابجایی در نزدیکی نوک ترک از المان مخصوص نوک ترک برای محاسبه فاکتورهای شدت تنش و استفاده شده است. در این مدلسازی، تأثیر اندازه طول ترک و زاویه انحراف ترک روی فاکتورهای شدت تنش بررسی شده و نتایج حاصل از روش عددی بدست آمده با نتایج تحلیلی و نتایج موجود در مقالات دیگر مقایسه شده است که صحت و دقت محاسبات عددی فوق را نشان میدهد. در حقیقت نتایج مدلسازی شده، گامی در جهت ارتقاءِ بازدهی معدنکاری و حفاری، با بهبود طراحی ابزار و تجهیزات نفوذی خواهد بود.