空孔-裂纹偏置方式对PMMA冲击断裂动态行为的影响

作者：杨仁树; 陈程^*; 赵勇; 丁晨曦; 苏洪; 郑昌达

来源：振动与冲击, 2018, 37(20): 122-128.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2018.20.019

• 空孔
• 裂纹
• 偏置方式
• 冲击断裂
• 焦散线

为研究空孔-裂纹偏置方式对材料冲击断裂行为的影响,以有机玻璃(PMMA)为实验材料,采用动态焦散线实验方法开展了冲击加载的三点弯实验研究。结果表明:在冲击载荷作用下,空孔与预制裂纹相对偏置位置影响裂纹的起裂方向以及裂纹与空孔的贯通。预制裂纹偏置情况下,裂纹起裂时KdⅡ<0,起裂方向指向空孔;空孔对运动裂纹的作用效应是吸引,裂纹扩展路径呈抛物线型,并与空孔贯通,在空孔上端裂纹会再次起裂。空孔偏置条件下,裂纹起裂时KdⅡ> 0,起裂方向背离空孔;空孔对运动裂纹的作用效应是先排斥后吸引再排斥,裂纹扩展路径呈S型,裂纹未与空孔贯通。当运动裂纹与空孔贯通后,裂纹发生止裂,从时间尺度上延迟了试件的破坏,但当裂纹由空孔上边界处二次起裂后,裂纹扩展速度、动态应力强度因子均相应提高,进而会加剧试件的破坏。

• 单位
  建筑工程学院; 中国矿业大学（北京）; 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室