Szilárdtestek törésének és fragmentációjának vizsgálata

Investigation of the fracture and fragmentation of solids

Szuszik, Csanád

Kun, Ferenc

Fizikai tudományok doktori iskola

Természettudományi és Technológiai Kar::Fizikai Intézet::Elméleti Fizikai Tanszék

2026-01-23T19:53:21Z

2026-01-23T19:53:21Z

2026

2026-03-20

törés, repedezés, fragmentáció, számítógépes szimuláció, diszkrét elem modell, fracture, cracking, fragmentation, computer simulation, discrete element model

Fizikai tudományok

Természettudományok

A doktori értekezés heterogén szilárdtestek törési és fragmentációs folyamatait vizsgálja gyors energia-betáplálás, illetve kvázisztatikus mechanikai terhelés esetén. A kutatás diszkrét elem szimulációkra épül, amelyek lehetővé teszik a repedésképződés és -növekedés statisztikus és geometriai jellemzőinek részletes elemzését. A munka első része héjszerkezetű rendszerek robbanás által kiváltott széttörését tárgyalja, feltárva a deformációs sebesség és a héjvastagság függvényében kialakuló törési fázisokat. Az eredmények dimenzionális átmeneteket azonosítanak a szegmentáció és a síkbeli fragmentáció között, valamint megmutatják, hogy a fragmenstömeg-eloszlások statisztikája és hatványkitevői a rendszer paramétereivel szabályozhatók. A dolgozat második része porózus kőzetek húzó- és nyomóterhelés alatti kvázisztatikus törési folyamatait elemzi. Kimutatható, hogy a repedési események lavinaszerű dinamikát és univerzális hatványfüggvény eloszlásokat mutatnak, miközben a terhelési mód jelentősen befolyásolja a makroszkopikus törési geometriát.

The doctoral dissertation investigates the fracture and fragmentation processes of heterogeneous solids under rapid energy input as well as under quasi-static mechanical loading. The research is based on discrete element simulations, which enable a detailed analysis of the statistical and geometrical characteristics of crack initiation and propagation. The first part of the work addresses the explosion-induced fragmentation of shell-like structures, revealing fracture regimes that emerge as a function of deformation rate and shell thickness. The results identify a dimensional transition between segmentation and planar fragmentation, and demonstrate that the statistics and power-law exponents of fragment mass distributions can be controlled through system parameters. The second part of the dissertation analyzes the quasi-static fracture processes of porous rocks under tensile and compressive loading. It is shown that crack events exhibit avalanche-like dynamics and universal power-law distributions, while the loading mode significantly influences the macroscopic fracture geometry.

magyar

angol

PhD, doktori értekezés

application/pdf

application/pdf

144

application/pdf

application/pdf

https://hdl.handle.net/2437/403559