Araştırma Makalesi

Kırılgan Malzemelerin Çekme ve Makaslama Kırılmaları Üzerinde Deneysel ve Sayısal Çalışmalar

Cilt: 32 Sayı: 2 15 Haziran 2017
  • Nazife Erarslan *
PDF İndir
EN TR

Experimental and Numerical Studies on Tensile and Shear Fracturing of Brittle Materials

Öz

Sudden and violent fracturing of brittle materials, such as rocks and concretes, still remain one of the leading causes of fatalities in mining, civil and geotechnical industries today. The primary aim of this study is to investigate the mixed modes, mode I (tensile) and mode II (shearing) fracturing mechanisms of rock and prepared concrete specimens using Crack Chevron Notched Brazillian Disc (CCNBD) specimen geometries. Static diametrical compression tests showed that the notched cracks at the centre of the specimens opened (Mode I) up to 30 crack inclination angle (β), whereas crack closure started for β > 33, and closure became more pronounced at even higher β of 45 and 70. A series of numerical analyses were then performed by using a Finite Element Method (FEM) software FRANC2D to simulate the stress distributions and fracturing behaviour of the samples at different β, and to obtain the Mode I and Mode II fracture toughness values KIc and KIIc respectively. According to the numerical results, it was unlikely to obtain pure Modes I and II using both the CCNBD specimens under diametral compressive loading. Furthermore, the numerical simulations also suggested that KIc was more effective on crack initiation than KIIc; whereas, at the onset of crack propagation, the opposite was the case.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. 1. Szwedzicki, T., 2003. Rock Mass Behaviour Prior to Failure. Int. J. Rock Mech. Min. Sci.; 40: 573-584.
  2. 2. Rosmanith, H.P., 1983. Modelling of Fracture Process Zones and Singularity Dominated Zones. Eng. Fract. Mech., 17(6), 509–525.
  3. 3. Whittaker, B.N., Singh, R.N., Sun, G., 1992. Rock Fracture Mechanics-Principles, Design and Applications. Amsterdam: Elsevier, p. 181- 190.
  4. 4. Atkinson, C., Smelser, R.E., Sanchez, J., 1982. Combined Mode Fracture Via the Cracked Brazilian Disk Test. International Journal of Fracture, 18 (4), p. 279–291.
  5. 5. Shetty, D.K., Rosenfield, A.R., Duckworth, W.H., 1985. Fracture Toughness of Ceramics Measured by a Chevron Notch Diametral Compression Test. Journal of American Ceramics Society, 68 (12), p. C325–C327.
  6. 6. Swartz, S.E., Taha, N.M., 1990. Mixed Mode Crack Propagation and Fracture in Concrete. Engineering Fracture Mechanics 35, p. 137–144.
  7. 7. Larsson, S.G., Carlsson, A.J., 1973. Influence of Non-singular Stress Terms and Specimen Geometry on Small Scale Yielding at Crack Tips in Elastoplastic Materials. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 21, p. 263–277.
  8. 8. Lawn, B.R., 1993. Fracture of Brittle Solids. Cambridge University Press. Cambridge.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

-

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Nazife Erarslan * Bu kişi benim
ADANA BİLİM VE TEKNOLOJİ ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ, MADEN VE CEVHER HAZIRLAMA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Yayımlanma Tarihi

15 Haziran 2017

Gönderilme Tarihi

13 Nisan 2017

Kabul Tarihi

31 Mayıs 2017

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2017 Cilt: 32 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA
Erarslan, N. (2017). Kırılgan Malzemelerin Çekme ve Makaslama Kırılmaları Üzerinde Deneysel ve Sayısal Çalışmalar. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 32(2), 173-182. https://doi.org/10.21605/cukurovaummfd.358420
AMA
1.Erarslan N. Kırılgan Malzemelerin Çekme ve Makaslama Kırılmaları Üzerinde Deneysel ve Sayısal Çalışmalar. cukurovaummfd. 2017;32(2):173-182. doi:10.21605/cukurovaummfd.358420
Chicago
Erarslan, Nazife. 2017. “Kırılgan Malzemelerin Çekme ve Makaslama Kırılmaları Üzerinde Deneysel ve Sayısal Çalışmalar”. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi 32 (2): 173-82. https://doi.org/10.21605/cukurovaummfd.358420.
EndNote
Erarslan N (01 Haziran 2017) Kırılgan Malzemelerin Çekme ve Makaslama Kırılmaları Üzerinde Deneysel ve Sayısal Çalışmalar. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi 32 2 173–182.
IEEE
[1]N. Erarslan, “Kırılgan Malzemelerin Çekme ve Makaslama Kırılmaları Üzerinde Deneysel ve Sayısal Çalışmalar”, cukurovaummfd, c. 32, sy 2, ss. 173–182, Haz. 2017, doi: 10.21605/cukurovaummfd.358420.
ISNAD
Erarslan, Nazife. “Kırılgan Malzemelerin Çekme ve Makaslama Kırılmaları Üzerinde Deneysel ve Sayısal Çalışmalar”. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi 32/2 (01 Haziran 2017): 173-182. https://doi.org/10.21605/cukurovaummfd.358420.
JAMA
1.Erarslan N. Kırılgan Malzemelerin Çekme ve Makaslama Kırılmaları Üzerinde Deneysel ve Sayısal Çalışmalar. cukurovaummfd. 2017;32:173–182.
MLA
Erarslan, Nazife. “Kırılgan Malzemelerin Çekme ve Makaslama Kırılmaları Üzerinde Deneysel ve Sayısal Çalışmalar”. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 32, sy 2, Haziran 2017, ss. 173-82, doi:10.21605/cukurovaummfd.358420.
Vancouver
1.Nazife Erarslan. Kırılgan Malzemelerin Çekme ve Makaslama Kırılmaları Üzerinde Deneysel ve Sayısal Çalışmalar. cukurovaummfd. 01 Haziran 2017;32(2):173-82. doi:10.21605/cukurovaummfd.358420