中心裂纹圆盘集中载荷作用下的应力强度因子 被引量：20

1

作者 董世明 汪洋 夏源明 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期310-317,共8页

在无裂纹圆盘应力分量解析解的基础上 ,利用泰勒级数展开 ,并运用三角函数的倍角公式 ,得到了σθ、σrθ和σr幂级数展开式及其系数Aji的统一表达式 .然后 ,用权函数方法推导出Ⅰ +Ⅱ复合模式加载条件下中心裂纹圆盘试件应力强度因子K... 在无裂纹圆盘应力分量解析解的基础上 ,利用泰勒级数展开 ,并运用三角函数的倍角公式 ,得到了σθ、σrθ和σr幂级数展开式及其系数Aji的统一表达式 .然后 ,用权函数方法推导出Ⅰ +Ⅱ复合模式加载条件下中心裂纹圆盘试件应力强度因子KⅠ 和KⅡ 的计算公式及系数 fji 的统一表达式 ,可以解决任意相对裂纹长度或任意加载角(裂纹方向与载荷作用线夹角 )下 ,KⅠ 和KⅡ 的精确计算问题 .算例分析表明随着裂纹相对长度α的增大 ,计算应力强度因子时 ,必须取足够大的项数n(n>5 ) ,才能保证级数解的精度 ;对于中心裂纹圆盘试件 ,产生纯Ⅰ型裂纹的加载条件不随裂纹的相对长度而变化 ,而产生纯Ⅱ型裂纹的条件与裂纹的相对长度和加载角相关 ;此外 ,当实施纯Ⅱ型裂纹试验时 ,可根据实测的裂纹相对长度α ,计算出试验应设置的临界加载角θc. 展开更多

关键词 中心裂纹圆盘 应力强度因子 复合模式

下载PDF 职称材料

CCCD-SHPB动态断裂试验系统原理及数值分析 被引量：13

2

作者 董世明 夏源明 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2004年第z1期184-187,共4页

提出在分离式Hopkinson压杆 (splitHopkinsonpressurebar ,SHPB)上用中心裂纹圆盘 (centralcrackedcirculardisk ,CCCD)型试件形成CCCD SHPB试验系统来实施脆性材料的动态断裂试验。该系统的基本思想是基于SHPB的一维试验原理 ,得到中... 提出在分离式Hopkinson压杆 (splitHopkinsonpressurebar ,SHPB)上用中心裂纹圆盘 (centralcrackedcirculardisk ,CCCD)型试件形成CCCD SHPB试验系统来实施脆性材料的动态断裂试验。该系统的基本思想是基于SHPB的一维试验原理 ,得到中心裂纹圆盘型试件两端载荷的平均载荷 ;推广准静态的应力强度因子公式 ,并以此平均载荷代入以获得动态应力强度因子。对此动态断裂试验系统的三维动力学数值分析表明 ,CCCD SHPB动态断裂试验方法是有效的 。 展开更多

关键词 中心裂纹圆盘 动态断裂 动力学分析 应力强度因子

下载PDF 职称材料

加载速率对岩石动态断裂韧度影响的试验 被引量：9

3

作者 宫能平 罗裕繁 高远 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1570-1572,1580,共4页

采用CCCD-SHPB(Central Cracked Circular Disk-Split Hopkinson Pressure Bar)试验系统对花岗岩试件实施不同加载速率下的纯Ι型加载试验,测得平均载荷■随时间的变化关系.将实测的载荷代入到推广的中心裂纹圆盘试件应力强度因子计算公... 采用CCCD-SHPB(Central Cracked Circular Disk-Split Hopkinson Pressure Bar)试验系统对花岗岩试件实施不同加载速率下的纯Ι型加载试验,测得平均载荷■随时间的变化关系.将实测的载荷代入到推广的中心裂纹圆盘试件应力强度因子计算公式,获得花岗岩在不同加载速率下的动态断裂韧度,揭示加载速率与动态断裂韧度的相关性.试验结果表明,加载速率为50～350GPa·m^(1/2)/s时,随加载速率的增加,断裂韧度呈现出线性上升趋势. 展开更多

关键词 动态断裂韧度 加载速率 霍普金森压杆 中心裂纹圆盘

下载PDF 职称材料

中心裂纹巴西圆盘压缩载荷下T应力研究 被引量：7

4

作者 李一凡 董世明 华文 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期3191-3196,共6页

为了研究中心裂纹巴西圆盘试件在压缩载荷作用下T应力的解析计算方法,通过权函数法推导出集中载荷作用下T应力的显式表达式,进而得到分布载荷作用下的T应力表达式。与边界配位法进行对比,所得公式优点在于任意相对裂纹长度和任意加载角... 为了研究中心裂纹巴西圆盘试件在压缩载荷作用下T应力的解析计算方法,通过权函数法推导出集中载荷作用下T应力的显式表达式,进而得到分布载荷作用下的T应力表达式。与边界配位法进行对比,所得公式优点在于任意相对裂纹长度和任意加载角下的T应力值都能较容易的精确得到。进一步分析表明,分布载荷与集中载荷作用下T应力的偏差随着载荷分布角的增加而增加。集中载荷作用下,相对裂纹长度固定时,T应力随着加载角的增大而增大。中心裂纹巴西圆盘纯I型与纯II型断裂试验时,大多数情况下的T应力都为负值。T应力值对中心裂纹巴西圆盘测定断裂韧度试验有影响,想要通过使T应力为0来消除这种影响是很难达到目的的。 展开更多

关键词 中心裂纹巴西圆盘 权函数法 T应力 解析解

下载PDF 职称材料

PMMA断裂韧度尺寸相关性的实验研究 被引量：7

5

作者 董世明 汪洋 夏源明 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期49-52,共4页

为了研究断裂韧度的尺寸相关性,采用中心裂纹圆盘试件,在岛津材料试验机上对有机玻璃(PMMA)纯Ⅰ型、纯Ⅱ型准静态加载条件下的断裂行为进行了实验研究。结果表明,PMMA的断裂韧度与试件的裂纹相对长度α相关,且在试验尺寸范围内I型断裂韧... 为了研究断裂韧度的尺寸相关性,采用中心裂纹圆盘试件,在岛津材料试验机上对有机玻璃(PMMA)纯Ⅰ型、纯Ⅱ型准静态加载条件下的断裂行为进行了实验研究。结果表明,PMMA的断裂韧度与试件的裂纹相对长度α相关,且在试验尺寸范围内I型断裂韧度KIc和Ⅱ型断裂韧度KⅡc均随α增加而降低;KIc受α的影响相对较大,而KⅡc受α的影响相对较小。PMMA的Ⅱ型断裂韧度KⅡc小于I型断裂韧度KIc。 展开更多

关键词 有机玻璃 中心裂纹圆盘 断裂韧度 尺寸相关性

下载PDF 职称材料

复合型加载条件下PMMA断裂行为的实验研究 被引量：4

6

作者 董世明 周君 +1 位作者 汪洋 夏源明 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期556-561,共6页

给出一个中心裂纹圆盘断裂试验的较完整的试验技术,并用此试验技术在岛津材料试验机上对有机玻璃(polymethyl methacrylate,PMMA)这种典型的脆性材料成功地进行纯Ⅰ型、纯Ⅱ型和复合型加载条件下的断裂试验。试验结果表明,纯Ⅰ型、纯Ⅱ... 给出一个中心裂纹圆盘断裂试验的较完整的试验技术,并用此试验技术在岛津材料试验机上对有机玻璃(polymethyl methacrylate,PMMA)这种典型的脆性材料成功地进行纯Ⅰ型、纯Ⅱ型和复合型加载条件下的断裂试验。试验结果表明,纯Ⅰ型、纯Ⅱ型及复合型加载条件下,载荷分布角γ大于8°,对KⅠ和KⅡ的试验结果有较大影响;纯Ⅰ型加载条件下裂纹是自相似扩展的,纯Ⅱ型和复合型加载条件下裂纹是非自相似扩展,且起裂始于切口端部的角点处。试验结果和有限元分析结果表明,最大周向拉应力准则对于预测非理想裂纹切口试件的开裂角仍然是有效的,但必须以实际试件切口端部角点处的应力场为依据。 展开更多

关键词 中心裂纹圆盘 复合型 断裂韧度 载荷分布角 裂纹开裂角 有机玻璃

下载PDF 职称材料

中心裂纹圆盘裂纹形状尺寸对应力强度因子的影响 被引量：5

7

作者 董世明 方美彦 夏源明 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期449-455,共7页

采用有限元数值分析方法 ,分析了由脆性材料制成的中心裂纹圆盘试件 ,在复合模式加载条件下裂纹形状尺寸 ,尤其是裂纹宽度和中心小孔半径对应力强度因子的影响 .结果表明 :槽式和槽孔组合式裂纹圆盘试件 ,其I型无量纲应力强度因子FⅠ均... 采用有限元数值分析方法 ,分析了由脆性材料制成的中心裂纹圆盘试件 ,在复合模式加载条件下裂纹形状尺寸 ,尤其是裂纹宽度和中心小孔半径对应力强度因子的影响 .结果表明 :槽式和槽孔组合式裂纹圆盘试件 ,其I型无量纲应力强度因子FⅠ均比按理想裂纹推出的解析解大 ,而Ⅱ型无量纲应力强度因子FⅡ 均比解析解小 ;随着加载角度增加 ,FⅠ 的数值解与解析解的差值逐渐变小 ,而FⅡ 的差值逐渐变大 ;同时 ,随着裂纹槽宽度或中心小孔半径的增加 ,应力强度因子数值解与解析解之差逐步增加 .依据数值分析的结果 ,给出了这两类试件相对于理想中心裂纹圆盘试件应力强度因子解析解的修正公式 . 展开更多

关键词 中心裂纹圆盘 裂纹形状 应力强度因子 槽式裂纹 槽孔组合式裂纹

下载PDF 职称材料

应力脉冲对CCCD-SHPB试验系统测试结果影响的数值分析 被引量：3

8

作者 董世明 汪洋 夏源明 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期212-216,共5页

3维动态有限元分析结果表明,脉冲上升沿时间、幅值及试件直径对CCCD-SHPB(central cracked circular disk-split Hopkinson pressure bar)动态断裂试验系统的试验结果有较大影响,改变脉冲上升沿时间或脉冲幅值可以得到不同加载速率下材... 3维动态有限元分析结果表明,脉冲上升沿时间、幅值及试件直径对CCCD-SHPB(central cracked circular disk-split Hopkinson pressure bar)动态断裂试验系统的试验结果有较大影响,改变脉冲上升沿时间或脉冲幅值可以得到不同加载速率下材料的动态断裂韧度。进一步计算结果表明,在动态加载的初期阶段,由于试件两边载荷不平衡,导致CCCD-SHPB动态断裂试验系统中存在与试件尺寸相关的特征时间ΔT,且ΔT近似等于应力波在试件中来回往返两次的时间;动态断裂试验时,试件从加载至断裂的时间应大于特征时间ΔT,否则试验结果不可靠。 展开更多

关键词 中心裂纹圆盘 分离式霍普金森压杆(SHPB) 动态断裂 动态应力强度因子

下载PDF 职称材料

中心裂纹圆盘应力强度因子的测试误差分析 被引量：3

9

作者 董世明 夏源明 《实验力学》 CSCD 北大核心 2004年第3期257-262,共6页

本文在中心裂纹圆盘应力强度因子解析解的基础上,利用一阶微分法则,给出了与裂纹相对长度和加载角相关的应力强度因子(K 和K )的4个误差传递函数。这4个误差传递函数关于裂纹相对长度和加载角均是非线性的,它们既是误差分析的基础,又是... 本文在中心裂纹圆盘应力强度因子解析解的基础上,利用一阶微分法则,给出了与裂纹相对长度和加载角相关的应力强度因子(K 和K )的4个误差传递函数。这4个误差传递函数关于裂纹相对长度和加载角均是非线性的,它们既是误差分析的基础,又是合理确定裂纹相对长度和加载角的基础。分析结果表明,加载角的误差Δθ除了对纯 型K 的误差几乎没有影响,对纯 型K 影响较小外,对复合型K 、K 的误差均有较大影响。最后,本文建议裂纹相对长度的取值范围为0.4～0.6;还建议在复合型断裂试验时,必须依据对K 、K 的总体精度要求来严格控制加载角的精度。 展开更多

关键词 中心裂纹圆盘 应力强度因子 误差传递 微分法 复合型断裂 差分 函数 加载 基础 合理确定

下载PDF 职称材料

试件几何尺寸和杆材对CCCD-SHPB试验系统测试结果影响的数值分析 被引量：2

10

作者 董世明 汪洋 夏源明 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期7-11,共5页

为了分析CCCD-SHPB动态断裂试验系统试验结果的有效性,采用3维动态有限元方法分析了试件几何尺寸和入射杆、透射杆材料对实验结果的影响。分析结果表明,试件直径对CCCD-SHPB动态断裂试验系统的试验结果有较大影响,而入射杆和透射杆的波... 为了分析CCCD-SHPB动态断裂试验系统试验结果的有效性,采用3维动态有限元方法分析了试件几何尺寸和入射杆、透射杆材料对实验结果的影响。分析结果表明,试件直径对CCCD-SHPB动态断裂试验系统的试验结果有较大影响,而入射杆和透射杆的波阻抗与试件的波阻抗是否匹配会影响试验结果的精度,但在一定尺寸范围内,试件厚度对试验结果影响较小。进一步计算结果表明,在动态加载的初期阶段,由于试件两边载荷不平衡,导致CCCD-SHPB动态断裂试验系统中存在与试件尺寸相关的特征时间ΔT,且ΔT近似等于应力波在试件中来回往返两次的时间;动态断裂试验时,试件从加载至断裂的时间应大于特征时间ΔT,否则试验结果不可靠。 展开更多

关键词 中心裂纹圆盘 分离式霍普金森压杆(SHPB) 动态断裂 动态应力强度因子

下载PDF 职称材料

岩石动态断裂韧度温度相关性的实验研究 被引量：1

11

作者 宫能平 陈明飞 《安徽理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2013年第4期1-3,31,共4页

利用CCCD—SHPB（CentralCrackedCircularDisk—SplitHopkinsonPressureBar）试验系统对花岗岩试件实施同一加载速率、不同温度下的纯I加载试验，进而研究环境温度对岩石类材料动态断裂性能的影响。实验过程中控制加载脉冲，使得测试试... 利用CCCD—SHPB（CentralCrackedCircularDisk—SplitHopkinsonPressureBar）试验系统对花岗岩试件实施同一加载速率、不同温度下的纯I加载试验，进而研究环境温度对岩石类材料动态断裂性能的影响。实验过程中控制加载脉冲，使得测试试件的加载速率基本一致，测得不同温度下试件两端平均栽荷P随时间的变化关系，将最大P-max心裂纹圆盘应力强度因子墨公式，获得不同温度下中心裂纹巴西圆盘岩石试件的动态断裂韧度蜀。。测试结果表明，温度处于10—100℃时，花岗岩动态断裂韧度K-Id温度的升高逐步下降，近似呈线性关系。 展开更多

关键词 断裂韧度 霍布金森压杆 中心裂纹圆盘

下载PDF 职称材料

干湿交替对砂岩断裂特性影响试验研究

12

作者 董世明 淦志强 华文 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期12-21,共10页

周期性的水-岩相互作用对岩石的物理力学性能有较大的影响,被认为是影响岩土工程安全稳定性的重要因素之一。以典型的均质青砂岩为试验对象,利用中心裂纹圆盘试件开展了砂岩Ⅰ~Ⅱ复合型断裂试验,研究了干湿交替作用对砂岩Ⅰ~Ⅱ复合型断... 周期性的水-岩相互作用对岩石的物理力学性能有较大的影响,被认为是影响岩土工程安全稳定性的重要因素之一。以典型的均质青砂岩为试验对象,利用中心裂纹圆盘试件开展了砂岩Ⅰ~Ⅱ复合型断裂试验,研究了干湿交替作用对砂岩Ⅰ~Ⅱ复合型断裂特性的影响;通过观测干湿交替后砂岩微观结构的变化特征,探讨了干湿交替作用的劣化机理;并结合复合型断裂则对试验结果进行了有效评估。研究表明,砂岩的纯Ⅰ型,纯Ⅱ型以及Ⅰ~Ⅱ复合型断裂韧度均随着干湿交替次数的增加而逐渐减小;其劣化趋势基本一致,但劣化程度略有不同。当加载角较大或Ⅱ型分量主导时,干湿交替作用对砂岩断裂韧度的劣化影响更为显著。考虑了T应力影响的广义最大周向应变准则和广义最大周向应力准则都能对试验结果进行很好的预测。在纯Ⅱ型时,基于广义最大周向应变准则的理论预测值比基于广义最大周向应力准则的理论值更接近试验值。 展开更多

关键词 砂岩 干湿交替 Ⅰ∼Ⅱ复合型断裂 断裂韧度 中心裂纹圆盘

下载PDF 职称材料

中心裂纹圆盘断裂参数的有限元标定

13

作者 段国胜 《甘肃科学学报》 2019年第5期129-134,共6页

圆盘试件作为最受研究人员青睐的式样类型,被广泛用于测试和研究脆性材料(如岩石、聚合材料及陶瓷等)的Ⅰ、Ⅱ型及复合型断裂韧性。Williams级数解的常数项,即平行于裂纹方向的T应力对裂纹的断裂行为存在很大影响,进一步的研究表明,裂... 圆盘试件作为最受研究人员青睐的式样类型,被广泛用于测试和研究脆性材料(如岩石、聚合材料及陶瓷等)的Ⅰ、Ⅱ型及复合型断裂韧性。Williams级数解的常数项,即平行于裂纹方向的T应力对裂纹的断裂行为存在很大影响,进一步的研究表明,裂纹尖端Williams级数解的更高阶非奇异项(n=3)对中心直裂纹圆盘断裂特征的影响同样显著。研究采用有限元法获得了裂纹尖端多个节点的位移值,建立超静定方程组,采用最小二乘法对其进行求解,对Williams级数解的奇异项应力强度因子KⅠ和KⅡ,常数项T应力以及更高阶系数A3和B3进行求解。最后,给出了不同相对裂纹长度a/R及裂纹倾角的中心裂纹圆盘裂纹尖端的应力强度因子K*Ⅰ及K*Ⅱ,以及更高阶项断裂参数A*3和B*3。结果表明:T*随裂纹倾角增大逐渐增大且保持为负值;B*3均为正值且随裂纹倾角的增大呈现先增大后减小的趋势;K*Ⅰ、A*3均随裂纹倾角的增大逐步减小,而K*Ⅱ随裂纹倾角的增大而增大;中心裂纹圆盘的纯Ⅱ型断裂裂纹倾角随相对裂纹长度的增大而减小,而Ⅱ型无量纲应力强度因子随裂纹长度的增大而增大。 展开更多

关键词 中心裂纹圆盘 断裂参数 Williams级数解 应力强度因子 高阶项

下载PDF 职称材料

采用CCCD-SHPB试验系统确定岩石的动态断裂韧度

14

作者 罗裕繁 宫能平 高远 《淮南师范学院学报》 2012年第3期21-23,共3页

鉴于目前岩石动态断裂韧度在研究方法上没有统一的标准,有必要对其进行研究。使用花岗岩制作中心裂纹圆盘试件,预制裂纹的宽度控制在1mm左右,在SHPB试验系统下进行动态冲击,得出试件两端的平均载荷带入到推广的中心裂纹圆盘试件应力强... 鉴于目前岩石动态断裂韧度在研究方法上没有统一的标准,有必要对其进行研究。使用花岗岩制作中心裂纹圆盘试件,预制裂纹的宽度控制在1mm左右,在SHPB试验系统下进行动态冲击,得出试件两端的平均载荷带入到推广的中心裂纹圆盘试件应力强度因子计算公式算出动态断裂韧度。 展开更多

关键词 花岗岩 中心裂纹圆盘试件 动态断裂韧度 霍普金森杆

下载PDF 职称材料