Mecanismo de fratura por relaxamento de tensão em folhelhos danificados por descarregamento baseado no modelo PFC2D

WANG Yu ,  

LI Jin ,  

DENG Huafeng ,  

LI Jianling ,  

摘要

Para esclarecer o mecanismo de fratura por relaxamento de tensão em folhelhos com diferentes níveis de dano por descarregamento, foi realizada uma simulação numérica de relaxamento de tensão em folhelhos danificados por descarregamento. Estudou-se o efeito dos parâmetros microscópicos sobre os parâmetros mecânicos macroscópicos e determinou-se a faixa dos valores dos parâmetros microscópicos; utilizando o método de planejamento uniforme adequado para múltiplos fatores e múltiplos cálculos e análise de regressão múltipla, estabeleceu-se uma relação quantitativa entre os parâmetros macro e microscópicos das amostras de folhelho baseada no modelo de ligação paralela PFC2D, e os parâmetros microscópicos PFC2D dos folhelhos foram calculados e determinados; utilizando os parâmetros microscópicos obtidos, realizou-se a simulação numérica de relaxamento de tensão em folhelhos danificados por descarregamento e esta foi validada com os resultados experimentais. Os resultados indicam que, conforme a evolução da energia microscópica, o relaxamento de tensão pode ser dividido em três fases: relaxamento de baixa tensão, relaxamento de alta tensão e fratura por relaxamento. Nas duas primeiras fases, a acumulação de energia de deformação microscópica predomina, enquanto na última fase ocorre a liberação de energia dissipativa microscópica; o aumento do grau de dano por descarregamento leva a um aumento significativo no número de fraturas por cisalhamento durante o processo de relaxamento de tensão, enquanto a diferença no número de fraturas por tração é pouco evidente; o modo de fratura por relaxamento de tensão dos folhelhos muda com o aumento do grau de dano por descarregamento, passando de fratura penetrante por tração predominante para fratura composta tração-cisalhamento.

关键词

dano por descarregamento; relaxamento de tensão em folhelhos; método de planejamento uniforme; parâmetros macro-microscópicos; mecanismo de evolução da fratura

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