بررسي اثر هندسه نمونه آزمايشگاهي بر چقرمگي شكست مود I ,II نمونه سنگ بالاست

كارشناسي ارشد

سنگدانه¬هاي بالاست در خطوط راه آهن، تحت بارگذاري قطار قرار دارد و ترك¬هاي مويي سنگدانه¬ها پتانسيل رشد و ايجاد خردايش بالاست را دارد. از ديدگاه مكانيك شكست، رشد ترك زماني اتفاق مي¬افتد كه ضريب شدت تنش در نوك ترك به مقدار چقرمگي شكست مود تركيبي برسد. بنابراين ضرورت دارد، شاخص چقرمگي شكست مود تركيبي سنگدانه به عنوان يكي از آزمايش¬هاي كنترل كيفيت بالاست به نشريه 301 راه آهن اضافه شود. حال سوال اين است كه محاسبه چقرمگي شكست تركيبي مود I و II با چه شكل نمونه و چه ابعادي بهينه¬تر مي¬باشد. در اين تحقيق از نمونه سنگ معدن بالاست انجيلاوند استفاده شد. براي انجام آزمايش، از نمونه SCB و ENDB كه در آن¬ها براي رسيدن به مود تركيبي، بارگذاري به صورت نامتقارن اعمال مي¬شوند، انتخاب شدند. علت انتخاب اين قطعات: سادگي و هزينه ساخت كمتر، راحتي محاسبه چقرمگي و دستيابي آسان به مود تركيبي مي¬باشند. چهار بارگذاري مختلف اعمال شد. در مجموع 15 نمونه ENDB و 18 نمونه SCB آزمايش شد. وابستگي مقدار چقرمگي شكست به بارگذاري و هندسه استخراج شد. با محاسبه چقرمگي¬ها، نمودار K_II/K_Ic بر حسب K_I/K_Ic براي نمونه¬ها رسم و مشاهده شد كه در مود I تقريبا مقدار چقرمگي براي هر دو نمونه برابر است ولي هر چه به سمت مود II خالص مي¬رود مقدار چقرمگي نمونه ENDB از مقدار چقرمگي نمونه SCB بيشتر مي¬شود كه در مود II خالص، چقرمگي شكست نمونه ENDB بيشترين مقدار را نسبت به نمونه SCB دارد كه 10 درصد بيشتر از آن مي¬باشد. در تحقيقات پيشين مقدار K_Ic براي نمونه SCB برابر 1.79MPa√m به دست آمده است كه تقريبا برابر مقدار K_Ic=1.85MPa√m به دست آمده از اين تحقيق مي¬باشد. با مقايسه مقادير چقرمگي شكست سنگ معدن انجيلاوند براي نمونه SCB و معدن گدوك مشاهده شد مقدار چقرمگي شكست معدن انجيلاوند حدود 54درصد بيشتر است از طرفي مقدار سايش لس آنجلس بالاست معدن انجيلاوند 62درصد كمتر از سايش بالاست معدن گدوك مي¬باشد پس مي¬توان گفت چقرمگي شكست تاثير چشم¬گيري در سايش و خردايش بالاست دارد. با بررسي شاخص آلودگي بالاست سه معدن و چقرمگي شكست مشاهده شد با افزايش چقرمگي شكست، شاخص آلودگي كاهش مي¬يابد. همچنين رابطه بين مقاوت فشاري و سايش لس آنجلس معادن بالاست بررسي شد كه ارتباط خاصي مشاهده نشد.

205470

دانشگاه علم و صنعت ايران

خطوط و سازه ريلي

دكتر شروان عطايي- دكتر محمدرضا عليها