裂纹面接触对中心裂纹圆盘应力强度因子影响分析

摘要：

从理论和数值两个方面进行分析,发现受径向集中力和围压作用的中心裂纹圆盘(CCBD)试件裂纹面接触会对Ⅱ型应力强度因子产生较大的影响.通过理论研究,分析CCBD受集中力和围压作用裂纹面接触时圆盘内部的应力场,采用断裂力学权函数理论,推导得出在集中力和围压共同作用下,考虑裂纹面闭合时应力强度因子的解析解.然后,使用ANSYS软件建立了相应的数值模型计算应力强度因子,并与理论解和相关文献进行对比验证,证明了理论公式的正确性.无论裂纹张合与否,所提出的解析公式都能计算出不同裂纹长度、加载角、围压和摩擦系数的应力强度因子.最后,利用公式分析摩擦系数对应力强度因子的影响,结果表明:随着摩擦系数的增大,I型裂纹的应力强度因子不变,Ⅱ型裂纹的应力强度因子随之显著减小;当加载角较大时,裂纹面产生更为复杂的二次裂纹,故压剪断裂测试的推荐加载角范围为30°～50°.

关键词：中心裂纹圆盘、权函数、应力强度因子、裂纹面接触、围压

所属期刊栏目：38

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金11172186;国家重大科研仪器设备研制专项No.11327801.This work was supported by the National Natural Science Foundation of China11172186;the National Key Scientific Instrument and Equipment Development Project11327801

在线出版日期：2017-09-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：2395-2401