Model of thermal fracture of concrete during laser irradiation

Анотація

The paper is a part of the wider study on the effects of high-energy beam of laser radiation on high strength concrete. Surfaces of concrete have been exposed to a single impulse of energy from impulse neodymium laser and analyzed with application of the computer aided optical microscopy. The theoretical model, presented here, is based on the normal distribution of thermal source. The brittle fracture of material caused by thermoelastic state of stress is described by the fracture theory given by Griffith as well as McClintock and Walsh. Numerical analysis of temperature fields, corresponding stresses and thermal fracture criteria, are also presented.

Робота є частиною програми досліджень впливу дії високоенергетичного лазерного опромінювання на бетони рідвищеної міцності. Поверхня зразка бетону опромінювалась імпульсом енергії неодимового лазера і досліджувалась за допомогою комп'ютера, з'єднаного з оптичним мікроскопом. У наведеній теоретичній моделі лазерного нагрівання бетонного зразка передбачається нормальний розподіл питомої потужності поверхневого джерела тепла. Розрахунок терморозтріскування запропоновано проводити на основі критеріїв крихкого руйнування Ґріффітса та МакКлінтока – Велша.