节理充填物厚度对运动裂纹扩展的影响

摘要：

为研究冲击载荷作用下节理充填物厚度对裂纹扩展行为的影响,以石膏为有机玻璃预制裂纹充填物,利用新型数字激光动态焦散线实验系统,对3种不同节理充填物厚度的有机玻璃进行三点弯冲击实验.实验结果表明,相同冲击载荷作用下,竖向预制裂纹均竖直向上扩展,是典型的Ⅰ型裂纹,充填物越厚,竖向裂纹越容易起裂.竖直裂纹扩展至水平预制裂纹后,充填物厚度为1、3、5mm的试件的水平预制裂纹汇聚能量的时间分别为433、2 200、2 580 μs,起裂时的应力强度因子分别为635.2、742.4、906.8 kN/m3/2,表明充填物越厚,水平裂纹越难起裂.水平预制裂纹扩展过程中共发生2次曲裂,是典型的Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹,节理充填物越厚,其扩展轨迹越弯曲;当裂纹扩展至距离试件上边界3mm时,扩展方向偏离第1次裂纹曲裂切线而朝向试件上边界扩展,试件最终断裂,测量发现充填物厚度为1、3、5mm的试件的断裂点与冲击载荷作用点的距离分别为16.5、11.0、6.0 mm.

关键词：节理充填物、动焦散线、冲击载荷、应力强度因子

所属期刊栏目：40

分类号：O346.1(固体力学)

资助基金：国家自然科学基金联合基金;国家重点研发计划

在线出版日期：2020-09-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：64-72