为了研究Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹动态扩展问题及裂纹止裂问题,侧开单裂纹半孔板(single cleavage semi circle compression,SCSCC)试样采用分离式霍普金森压杆(SHPB)实验系统进行冲击,完成SCSCC试样I–II复合型裂纹动态断裂实验,并针对实验进...为了研究Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹动态扩展问题及裂纹止裂问题,侧开单裂纹半孔板(single cleavage semi circle compression,SCSCC)试样采用分离式霍普金森压杆(SHPB)实验系统进行冲击,完成SCSCC试样I–II复合型裂纹动态断裂实验,并针对实验进行数值分析,研究其扩展路径。为了验证数值模拟的可靠性,不仅进行有限尺寸中心裂纹板受冲击拉伸作用的动态有限差分法分析,而且在对SHPB实验进行数值分析后,将模拟监测点应变值与实验中入射杆应变片测得的应变值进行比较。结果表明:(1)验证分析中应力强度因子结果与其他测试的结果比较吻合,同时,模拟监测点记录下的应变值与SHPB实验中入射杆应变片记录下的应变数据相比较,两者吻合程度很高,说明使用数值方法模拟SHPB实验的可行性;(2)数值模拟的裂纹扩展路径与SHPB实验裂纹扩展路径基本吻合;(3)SCSCC试件在扩展过程中,裂纹尖端存在短暂停留现象,并最终朝着试件中轴线方向(最大应力区)移动;(4)SCSCC试件是一种便于研究裂纹动态扩展问题的构型,可以有效地求解不同复合程度的I–II复合型裂纹问题,为后续的止裂研究提供基础。展开更多
侧开单裂纹半孔板(single cleavage semi circle compression,SCSCC)试样是一种改进后的矩形板试样。采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置进行冲击试验,完成了SCSCC试样纯Ⅰ型及Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹动态断裂试验,并进行数值分析,研究其扩...侧开单裂纹半孔板(single cleavage semi circle compression,SCSCC)试样是一种改进后的矩形板试样。采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置进行冲击试验,完成了SCSCC试样纯Ⅰ型及Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹动态断裂试验,并进行数值分析,研究其扩展路径及扩展过程中的止裂问题。结果表明:SCSCC试件在试验过程中,纯Ⅰ型裂纹扩展过程中尖端沿着原方向朝试件右侧移动,Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹扩展过程中朝着试件中轴线方向(最大应力区)移动,且可以观察到止裂现象;应变片法是一种监测断裂时刻的有效方法。使用修正的最大主应力准则及引入能量释放率的拉伸断裂软化损伤(crack softening,CS)破坏准则可有效解决岩石类材料的动态破坏问题,且可以描述材料全应力-应变破坏过程。Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹SCSCC试件构型在研究岩石裂纹止裂领域具有较大优势;且SCSCC构型是一种大尺寸试样,可减小岩石非均匀性带来的影响。展开更多
文摘为了研究Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹动态扩展问题及裂纹止裂问题,侧开单裂纹半孔板(single cleavage semi circle compression,SCSCC)试样采用分离式霍普金森压杆(SHPB)实验系统进行冲击,完成SCSCC试样I–II复合型裂纹动态断裂实验,并针对实验进行数值分析,研究其扩展路径。为了验证数值模拟的可靠性,不仅进行有限尺寸中心裂纹板受冲击拉伸作用的动态有限差分法分析,而且在对SHPB实验进行数值分析后,将模拟监测点应变值与实验中入射杆应变片测得的应变值进行比较。结果表明:(1)验证分析中应力强度因子结果与其他测试的结果比较吻合,同时,模拟监测点记录下的应变值与SHPB实验中入射杆应变片记录下的应变数据相比较,两者吻合程度很高,说明使用数值方法模拟SHPB实验的可行性;(2)数值模拟的裂纹扩展路径与SHPB实验裂纹扩展路径基本吻合;(3)SCSCC试件在扩展过程中,裂纹尖端存在短暂停留现象,并最终朝着试件中轴线方向(最大应力区)移动;(4)SCSCC试件是一种便于研究裂纹动态扩展问题的构型,可以有效地求解不同复合程度的I–II复合型裂纹问题,为后续的止裂研究提供基础。
