不同温度下有机玻璃厚板的平面应变断裂韧性试验

作者：王综轶; 王元清^*; 杜新喜; 王喆; 张天雄

来源：东南大学学报(自然科学版), 2018, 48(05): 864-870.

• 有机玻璃
• 断裂韧性
• 三点弯试验
• 断口形貌
• 断裂力学

为研究有机玻璃平面应变断裂韧性(KIC)与温度的关系,设计了母材和带拼接缝试件,在-4040℃范围内进行三点弯试验.采用疲劳试验机预制疲劳裂纹,利用酒精和液氮对试件降温,用纯水进行升温,观察试件宏观断口形貌,结合有限元和断裂力学进行算例分析.结果表明:在低温下,试件达到极限荷载后迅速断裂,失稳扩展的裂纹临界长度较小,裂纹扩展速率快;高温下,临界长度较大,裂纹扩展速率慢.母材试件在20℃时KIC最小,-20℃时最大,而带拼接缝试件在40℃时KIC最小,-40℃时最大.断面上沿裂纹扩展方向的弧状条纹数增多会导致KIC降低,当出现垂直于疲劳裂纹边缘线的放射状条纹时,KIC进一步降低.对于所提算例,裂纹尖端各点的应力强度因子随裂纹深度的增加而增加.

• 单位
  清华大学; 建筑工程学院; 武汉大学; 天津大学