應(yīng)變片法等動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子的測(cè)試方法多數(shù)基于應(yīng)變場(chǎng)的靜態(tài)漸近解,而漸近解在動(dòng)態(tài)斷裂問(wèn)題中的應(yīng)用存在局限性。本文對(duì)Hopkinson拉桿加載改進(jìn)的緊湊拉伸剪切試樣進(jìn)行數(shù)值模擬,分析裂尖應(yīng)變場(chǎng)數(shù)值解與漸近解的差異,指出應(yīng)變片法求解動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子的合適位置。結(jié)果表明:應(yīng)變分量的數(shù)值解只在特定區(qū)域內(nèi)與漸近解較好地符合,而在其他區(qū)域二者差異較大。在此區(qū)域內(nèi),基于漸近解求解動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子所帶來(lái)的誤差與應(yīng)變分量的誤差在同一量級(jí)。對(duì)于不同的載荷工況,漸近解的適用區(qū)域不同,因此不能盲目地應(yīng)用靜態(tài)漸近解求解動(dòng)態(tài)斷裂問(wèn)題,需要針對(duì)具體問(wèn)題具體分析。

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【部分圖文】：

圖1改進(jìn)的緊湊拉伸剪切試樣幾何尺寸

改進(jìn)的緊湊拉伸剪切試樣的幾何構(gòu)型與尺寸如圖1所示,通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的夾具能夠?qū)崿F(xiàn)I型與II型加載,試樣與分離式Hopkinson拉桿裝置的裝配圖見(jiàn)圖2。II型加載時(shí)需要在試樣側(cè)面施加垂直于側(cè)面的位移約束。改進(jìn)的緊湊拉伸剪切試樣與分離式Hopkinson拉桿裝置的材料參數(shù)如表1所示,其....

圖2改進(jìn)的緊湊拉伸剪切試樣裝配圖

表1有限元模型材料屬性Table1MaterialpropertiesoffiniteelementmodelsMCTS試樣其他部分材料模型雙線性隨動(dòng)強(qiáng)化線彈性彈性模量/GPa68.5210密度/(kg·m-3)27007800泊松比....

圖3SHTB入射波

將沖擊拉伸試驗(yàn)測(cè)得的波形進(jìn)行濾波處理,作為入射桿端部施加的載荷[19],如圖3所示;試樣裂尖網(wǎng)格劃分如圖4所示,在裂尖采用三棱柱奇異單元,半徑1mm,圍繞裂尖32等分;其他部分采用六面體單元,寬度0.25mm。3動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算

圖4改進(jìn)的緊湊拉伸剪切試樣裂紋尖端網(wǎng)格劃分

式(4)中坐標(biāo)均為裂尖局部坐標(biāo)。對(duì)于II型載荷工況,局部坐標(biāo)與全局坐標(biāo)相同,對(duì)于I型載荷工況,局部坐標(biāo)相對(duì)于全局坐標(biāo)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°。改進(jìn)的緊湊拉伸剪切試樣裂尖塑性區(qū)如圖5所示。圖中標(biāo)示出來(lái)的節(jié)點(diǎn)周圍單元塑性應(yīng)變均為零,且距離裂尖最近。定義為塑性影響區(qū)的邊界,記作rp。由圖可見(jiàn),....

本文編號(hào)：3969707