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圆盘内裂纹扩展断裂试验及数值模拟研究

论文摘要

鉴于含裂纹的巴西圆盘试验多集中于二维或表面裂纹,而对含纯封闭内裂纹的巴西圆盘断裂研究较少的问题,开展了含90°三维内裂纹的树脂巴西圆盘试样单轴压缩试验,分析了裂纹扩展过程特征,并基于M积分及最大拉应力准则研究了KⅠ、KⅡ、KⅢ分布规律,通过断裂力学有限元软件FRANC3D实现内裂纹扩展全过程模拟。结果表明,含90°内裂纹试样在单轴压缩下裂纹破坏形态为竖直张拉裂纹;达到峰值荷载29.13kN时试样瞬间被劈裂为两半,内裂纹扩展速度达到700mm/s,对试样扩展、破坏形态及断口特征产生显著影响;通过数值模拟得出内裂纹尖端扩展路径,短轴端扩展速率最大,且数值模拟结果与试验相符。

论文目录

  • 1 引言
  • 2 试样制备与试验方法
  •   2.1 试样设计
  •   2.2 试样制备
  •   2.3 试验仪器
  • 3 试验结果分析
  •   3.1 裂纹扩展过程
  •   3.2 内裂纹扩展速度
  •   3.3 破坏形态与断口特征
  • 4 数值模拟
  •   4.1 计算原理
  •   4.2 裂纹扩展计算准则
  •   4.3 数值模型
  •   4.4 计算结果
  •     4.4.1 裂纹尖端扩展路径
  •     4.4.2 应力强度因子KI、KⅡ、KⅢ
  •     4.4.3 裂纹扩展过程
  • 5 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 张珂,任旭华,张继勋,王海军,郁舒阳,贾悦

    关键词: 巴西圆盘,裂纹扩展,断裂试验,数值模拟

    来源: 水电能源科学 2019年07期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

    专业: 地质学,建筑科学与工程

    单位: 河海大学水利水电学院,南京水利科学研究院缺陷固体力学与结构灾变中心

    基金: 国家重点研发计划(2016YFC0401801),国家自然科学基金项目(U1765204,51409170,51739008),江苏省自然科学基金(BK20171130),中央级公益性科研院所基本科研业务费重点项目(Y417007,Y417016)

    分类号: TU45

    页码: 103-106

    总页数: 4

    文件大小: 664K

    下载量: 179

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/2bb93eba97c8cc44d223d3fd.html