發(fā)布時(shí)間：2022-01-19 22:34

　　采用動(dòng)態(tài)焦散線實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)含圓孔缺陷的PMMA材料進(jìn)行沖擊斷裂力學(xué)實(shí)驗(yàn),研究三點(diǎn)彎曲梁中不同直徑和位置的圓孔缺陷對(duì)擴(kuò)展裂紋的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:擴(kuò)展裂紋與圓孔缺陷相互作用前,呈現(xiàn)Ⅰ型拉伸斷裂,擴(kuò)展路徑平直;與圓孔缺陷相互作用后,貫通萌生的次裂紋沿直線繼續(xù)擴(kuò)展,未貫通的裂紋偏移擴(kuò)展。擴(kuò)展裂紋與路徑上圓孔缺陷貫通過(guò)程中,裂紋擴(kuò)展速度和動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子快速降為零,裂紋的擴(kuò)展受到抑制,且圓孔直徑越大、距離越近,抑制作用越顯著;貫通萌生次生裂紋的起裂速度和起裂韌度,隨著圓孔缺陷直徑的增大而變大。擴(kuò)展裂紋與偏置圓孔缺陷相互作用過(guò)程中,當(dāng)圓孔缺陷直徑越大、偏置距離越小,裂紋起偏距離越短,最大偏移量越大,并且擴(kuò)展裂紋動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子和擴(kuò)展速度局部小幅增大。研究結(jié)果為分析動(dòng)態(tài)裂紋擴(kuò)展特征和材料破壞模式提供借鑒。 

【文章來(lái)源】：振動(dòng)與沖擊. 2020,39(05)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

平行光折射偏轉(zhuǎn)示意圖

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的光路及設(shè)備如圖2所示,系統(tǒng)包括數(shù)字高速攝影機(jī)、一組平凸鏡、擴(kuò)束鏡、光源和計(jì)算機(jī)。實(shí)驗(yàn)中,設(shè)置Fastcam-SA5型數(shù)字高速攝影機(jī)的拍攝頻率為100 000幀/s,曝光時(shí)間設(shè)置為0.000 001 s,選用定焦鏡頭并設(shè)置大光圈,保證數(shù)字圖片質(zhì)量。激光光源的功率為65 mW,確保所采集的數(shù)字圖像亮度適中。2.2 測(cè)試方案

文獻(xiàn)[17]研究表明有機(jī)玻璃材料與巖石材料呈現(xiàn)出相似的脆性斷裂特性,另外,有機(jī)玻璃具有高透光性、力學(xué)各向同性特點(diǎn),是良好的透射式光學(xué)實(shí)驗(yàn)材料。所選用的有機(jī)玻璃(PMMA)實(shí)驗(yàn)材料動(dòng)態(tài)力學(xué)參數(shù)如下:動(dòng)態(tài)彈性模量Ed=3.3 GPa,泊松比vd=0.38,縱波波速Cp=2 250 m/s,橫波波速Cs=1 200 m/s[18]。三點(diǎn)彎曲梁的幾何尺寸L×w0×deff為220 mm×50 mm×5 mm,豎預(yù)制裂縫長(zhǎng)為5 mm,寬為0.3 mm,位于試件下邊緣正中部。試驗(yàn)中,落錘撞擊在試件上邊緣正中部,重量為410 g,下落高度為300 mm,撞擊試件時(shí)速度計(jì)算為2.5 m/s,高于試件破壞撞擊速度,滿足要求。試件幾何中部預(yù)制直徑分別為3,5,7 mm的圓孔缺陷,依次編號(hào)為1#,2#,3#;向左距試件幾何中心偏置m=5 mm,預(yù)制直徑分別為3,5,7 mm的圓孔缺陷,試件依次編號(hào)為4#,5#,6#;同樣向左距試件幾何中心偏置m=10 mm,設(shè)置直徑分別為3,5,7 mm的圓孔缺陷,試件依次編號(hào)為7#,8#,9#。每個(gè)試件測(cè)試3次,取代表性結(jié)果分析。試件示意圖見(jiàn)圖3。3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]爆炸致裂的巖石動(dòng)態(tài)力學(xué)行為與斷裂控制試驗(yàn)研究[D]. 李清.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 2009



本文編號(hào)：3597685