Page 67 - חוברת תקצירים
P. 67
יגאל ויינר igalva@ac.sce.ac.il
אפיון התכונות המכאניות של סלעים קרבונטיים באמצעות ניסויי לחיצה חד צירית
BS-21-53
מנחים: ד"ר ניר טרבלסי, ד"ר דגן בקון-מזור
תקציר
חוזק של חומרים פריכים מהווה את הבסיס עבור תחומים רבים בהנדסה ובתחומי מדע שונים. עם השנים פותחו מספר שיטות לבדיקת חוזק חומרים פריכים תחת לחיצה ומתיחה, בעזרתן ניתן להעריך פרמטרים שונים כמו מאמץ ומעוות מקסימאליים בלחיצה ובמתיחה, מודל יאנג ועוד. שיטות אלו נבדלות באופן העמסת הכוח, בצורת הדגם ובעיבוד התוצאות המתקבלות בעזרת משוואות רלוונטיות. במכללה האקדמית להנדסה SCE מתבצע מחקר מתמשך בתחום זה בניסיון לשפר מערכות ניסוי קיימות ולהגיע לדיוק מירבי באפיון חוזק של חומרים פריכים שונים. בפרויקט זה התמקדנו בבדיקת היתכנות לביצוע מבחני לחיצה חד צירית על סוגים שונים של סלעים קרבונטיים במכבש מסוג MTS Model E45.305. המטרה העיקרית שלנו היא להסב מכבשים הקיימים במכללה לצורך בדיקות לחיצה של דוגמאות סלע גליליות, ולדייק את תוצאות המדידה. ביצענו תכנון וייצור בעזרת הדפסת תלת מימד של תושבת עבור מדגמים גליליים שתאפשר שימוש רב פעמי במכבש, עליה מורכים שני מדי תזוזה מסוג LVDT. בעזרת התושבת אנו יכולים למדוד את תזוזת הדגם בצורה עצמאית וללא רעשי רקע מכאניים מהמכבש. תוצאות התזוזה יחד עם פלט נתוני העומס והזמן של המכבש עובדו בכדי להוציא ערכים קריטיים של עומס מקסימאלי, תזוזה מקסימאלית, ומודל יאנג. בחלק מהדגמים נדרש עומס גבוה מיכולות המכבש שמוגבל ל 300 kN והוחלט לעבור למכבש בעל יכולת העמסה גדולה יותר מסוג ELE. בוצעו התאמות לניסויי ולציוד הניסויי על מנת לקבל ערכים של עומס ותזוזה להפקת הפרמטרים אותם אנו מעוניינים לבחון. בפרויקט זה נבחנו כ-80 דגמים, ניתוח התוצאות הראה פיזור אחיד של ערכי המודול יאנג והמאמץ המקסימאלי עבור מגוון סוגי סלע שונים: המאמץ מקסימאלי והמינימאלי הם MPa ,209 MPa 13.9, בהתאמה, ומודול האלסטיות נע בין ערכים של 75.8 – 0.9 GPa. לסיכום, הצלחנו לתכנן ולייצר תושבת רב שימושית עבור מכבש ה MTS לחומרים נבדקים עד 300 kN ולבצע שימוש יעיל יותר של מכבש ה ELE לקבלת תוצאות מדויקות יותר. מערכת הניסוי ושיטות עיבוד הנתונים שפותחו בפרויקט זה מהווה בסיס להמשך מחקר בתחום ביעילות ובדיוק גבוה.
מילות מפתח: מבחני לחיצה, מבחני מתיחה, סלע, מאמץ מקסימאלי, מעוות, מודול יאנג.
תמונה 1. תהליך הביקוע של מדגם סלע (משמאל לימין).
67
