@article { author = {Pirmohammad, S. and Kiani, A.}, title = {Numerical analysis of a new specimen for conducting fracture experiments under mixed mode I/III loading}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {8}, number = {3}, pages = {247-259}, year = {2018}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2018.7049.2626}, abstract = {Geometry of the specimen has been known to be one of the main challenges of determining the fracture strength of the materials. In this paper, a new specimen called "semi-disc bend specimen containing a 3D crack" has been proposed in order to study mixed mode I/III fracture behavior of the materials. This SCB specimen contains a tilted crack and is loaded by three-point bend fixture. Extensive three dimensional finite element analyses were carried out for different geometrical and loading parameters to obtain the stress intensity factors at the crack tip. The results showed that this specimen was capable of creating the mixed mode I/III loading such that the mode III component increases as the crack angle enhances. In the next step, in order to consider practicability of the proposed specimen, several specimens made of asphalt concrete were produced, and were then tested under different mixed mode I/III loading. The results showed that the suggested specimen can correctly simulate the mixed mode I/III loading. In addition, based on the experiments, fracture resistance of the asphalt concrete reduces as the mode III component increases. On the other hand, twisted fracture trajectory was observed from considering fracture surface of the specimens.}, keywords = {Semi-disc bend specimen,mixed mode I/III,stress intensity factors,asphalt concrete}, title_fa = {تحلیل عددی نمونه جدید آزمایشگاهی جهت انجام آزمایش های شکست تحت بارگذاری مود مرکب I/III}, abstract_fa = {هندسه قطعه آزمایشگاهی به منظور انجام آزمایش‌های شکست یکی از چالش‌های مهم در تعیین استحکام شکست مواد می‌باشد. در این پژوهش، یک نمونه جدید آزمایشگاهی موسوم به "نیم‌دیسک خمشی حاوی ترک سه‌بعدی" جهت بررسی رفتار شکست مواد مهندسی تحت بارگذاری مرکب کششی-برشی خارج صفحه‌ای (I/III) پیشنهاد شده است. این نمونه نیم‌دیسک شکل، حاوی ترک مورب بوده و بصورت خمش سه نقطه‌ای بارگذاری می‌شود. به منظور محاسبه ضرایب شدت تنش در نوک ترک نمونه پیشنهادی با پارامترهای هندسی و بارگذاری مختلف، تحلیل‌های گسترده اجزای محدود در نرم‌افزار آباکوس بصورت سه‌بعدی انجام گرفته است. نتایج تحلیل‌ها نشان داد که این نمونه قادر به ایجاد مود مرکب I/III بوده، بطوری که با افزایش زاویه ترک، سهم مود III افزایش می‌یابد. در مرحله بعد به منظور بررسی قابلیت عملیاتی بودن نمونه پیشنهادی، چند نمونه از جنس بتن آسفالتی ساخته و تحت مودهای مختلف مرکب I/III مورد آزمایش تجربی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نمونه پیشنهادی به درستی می‌تواند مود بارگذاری I/III را شبیه‌سازی کند. همچنین نتایج شکست نشان داد که با افزایش مود III، استحکام شکست بتن آسفالتی کاهش می‌یابد. از طرف دیگر، بررسی سطح شکست نمونه‌ها نشان داد که در حالت بارگذاری مود III، مسیر رشد ترک بصورت پیچشی بوده است.}, keywords_fa = {نمونه نیم دیسک خمشی,مود ترکیبی I/III,ضرایب شدت تنش,بتن آسفالتی}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1347.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1347_d5db8c6ea1a783fdfb7f7783c81f51cc.pdf} }