بررسی تاثیر زاویه داری سرمته PDC بر مکانیزم شکست نمونه شبه سنگی بصورت آزمایشگاهی و عددی

در این مقاله با استفاده از مطالعات آزمایشگاهی و شبیه سازی عددی، تاثیر زاویه داری سرمته PDC بر مکانیزم شکست نمونه های شبه سنگی بررسی شده است. به این منظور، سه جفت سرمته PDC با زاویه برنده صفر، ۳۰ و ۶۰ درجه ساخته شد. ۹ نمونه شبه سنگی گچ با ابعاد cm۵* cm۱۱ *cm۱۴ آماده سازی شد. نسبت گچ به آب، ۲ در نظر گرفته شد. برای هر زاویه داری سرمته، ۳ نمونه گچ تحت آزمایش قرار گرفت. نمونه گچ بالای سرمته ها نصب شده و مجموعه ها تحت آزمایش تک محوره قرار گرفتند. نرخ بارگذاری mm/min  ۰۵/۰ است. همزمان با تست های آزمایشگاهی، شبیه سازی عددی به وسیله نرم افزار کد جریان ذره انجام شد. به این ترتیب که ابتدا نرم افزار PFC برای گچ کالیبره شد. در مرحله دوم، مدل عددی با ابعاد  cm۱۱ *cm۱۴ آماده شد، سپس هفت جفت سرمته با زاویه داری، صفر، ۱۵، ۳۰، ۴۵ و ۶۰ درجه شبیه سازی شد و در قسمت تحتانی مدل عددی قرار گرفت. سرمته ها با نرخ mm/sec  ۰۱/۰ به سمت مدل حرکت کرده و باعث شکست مدل می شود. نتایج نشان می دهد که الگوی شکست نمونه ها تابع زاویه داری سرمته است. همچنین مقاومت نمونه ها توسط الگوی شکست نمونه ها کنترل می شود. با افزایش زاویه داری نمونه، نیروی شکست کاهش می یابد. بیشترین نیروی شکست مربوط به زاویه داری صفردرجه و کمترین نیروی شکست مربوط به زاویه داری ۶۰ درجه است. الگوی شکست مدل های عددی و نمونه های آزمایشگاهی یکسان است.