بررسی شکست ذرات سنگ در سنگ شکن های مخروطی به روش مدل سازی پلاستیسیته تخریب

چکیده
 از نظر مکانیکی، دانش دقیقی از نحوه شکست ذرات در سن گشکن ها وجود ندارد. در این پژوهش نحوه شکست ذره منفرد در دو نوع سنگ شکن فکی و مخروطی با استفاده از روش پلاستسیته آسیب بررسی شده است. مدل پلاستسیته آسیب با تعریف یک پارامتر اسکالر، در سطوح بارگذاری مختلف، میزان افت مقاومت و مدول الاستسیته ماده را محاسبه میکند. در شرایط بارگذاری سنگ شکن فکی با اعمال بار محوری بر روی ذره به دلیل شرایط متقارن سطوح بارگذاری و شکل منظمذره، میدان تنش متقارن بوده و ترک خوردگی از مرکز ذره شروع می شود، تاثیر سطوح تماس نمونه با فک های بارگذاری سبب تمرکز تنشهای برشی در چهارگوشه نمونه شده و شکست نهایی بصورت دو مخروط نسبتاً متقارن شکل می گیرد. علی رغم وجود برخی از زون های تغییر شکل و شکست موضعی که در محل تماس بین ذره و صفحات بارگذاری آغاز م یشوند، روند کلی از الگوی شکافت ( شکست نوع کششی) تبعیت م یکند. به دلیل تاثیر شکل و قوس منتل همراه با بارگذاری و حرکت جانبی منتل سنگ شکن مخروطی، شروع تخریب و شکست نمونه از گوشه ذره و سمت مقابل جابجایی منتل شکل می گیرد. ادامه نزدیک شدن منتل به سمت پوسته مقعر و بارگذاری محوری نمونه همراه با شکل قوسی منتل باعث گسترش ترک کششی و محوری در ذره می شود که شبیه به وضعیت بارگذاری نقطه ای است. تمرکز تنش برشی ناشی از سطوح بارگذاری و حرکت جانبی منتل سبب گسترش تخریب و شکست در راستای قطری از ذره که در جهت موافق دوران منتل قرار دارد، می شود. مشاهده می شود که در فرآیند سن گشکنی، ذره در قالب دو گروه از محصولات درشت و ریز خرد می شود که به دلیل سهم متفاوت هریک از مکانیزم های کششی و برشی در شرایط بارگذاری سنگ شکنهای فکی و مخروطی توزیع ابعادی محصول این دو متفاوت از هم می باشد.

واژه های کلیدی:

شکست ذره منفرد، سنگ شکن مخروطی، پلاستیسیته آسیب وتنش برشی.

نویسندگان :

سجاد چهره قانی  ، محمد نوع پرست  ، بهرام رضایی  ، سید ضیاءالدین شفائی  ، محمد مهتدی نیا

پنجمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1393)