裂纹非一致起裂对动态断裂韧度确定的影响

摘要：

为了考察中心圆孔裂缝平台巴西圆盘试件直裂缝非一致性起裂对测试岩石动态断裂韧度带来的影响,在霍普金森压杆冲击系统上对圆盘试件进行冲击试验,获得了端部加载载荷和裂纹前缘不同点的起裂时刻,并借助ANSYS动态有限元分析得到了圆盘试件三维裂纹前缘不同点的动态应力强度因子时间历程曲线,采用实验—数值方法计算得到相应的动态断裂韧度值.结果表明:裂纹前缘点对应动态应力强度因子值沿厚度方向逐渐递增;二维分析方法得到的动态应力强度因子与三维分析方法裂纹前缘中心处的值最为接近,两者的相对误差小于5％,对应确定的动态断裂韧度值相对误差小于1.2％.如果不考虑圆盘厚度影响,假设试件在圆盘表面起裂,由裂纹前缘其它点所求得的动态断裂韧度值与二维方法得到的值相对误差最大可以达到23％,采用二维简化方法存在较大的误差.

关键词：霍普金森压杆、三维动态有限元、动态断裂韧度、裂纹前缘、起裂时间

所属期刊栏目：10

分类号：TU438(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金项目51004043

在线出版日期：2014-11-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1101-1108