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裂纹面接触对中心裂纹圆盘应力强度因子影响分析

发布时间:2018-01-15 14:24

  本文关键词:裂纹面接触对中心裂纹圆盘应力强度因子影响分析 出处:《岩土力学》2017年08期  论文类型:期刊论文


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【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°。
[Abstract]:From the theoretical and numerical aspects of the analysis. It is found that the crack surface contact of the central crack disk CCBDs subjected to radial concentrated force and confining pressure will have a great effect on the mode II stress intensity factor. This paper analyzes the stress field in the disk of CCBD subjected to concentrated force and confining pressure, and deduces the stress field under the combined action of concentrated force and confining pressure by using the theory of weight function of fracture mechanics. The analytical solution of the stress intensity factor is considered when the crack surface is closed. Then, the corresponding numerical model is established by using ANSYS software to calculate the stress intensity factor, and the results are compared with the theoretical solution and related literature. It is proved that the theoretical formula is correct. The analytical formula can calculate the stress intensity factors of different crack length, loading angle, confining pressure and friction coefficient, no matter whether the crack is tensile or not. The effect of friction coefficient on stress intensity factor is analyzed by using the formula. The results show that the stress intensity factor of mode I crack is invariant and the stress intensity factor of mode II crack decreases significantly with the increase of friction coefficient. When the loading angle is large, the crack surface produces more complex secondary crack, so the recommended loading angle range of compression shear fracture test is 30 掳/ 50 掳.
【作者单位】: 四川大学建筑与环境学院;
【基金】:国家自然科学基金(No.11172186) 国家重大科研仪器设备研制专项(No.11327801)~~
【分类号】:TU45
【正文快照】: This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(11172186)and the National Key Scientific Instrument and EquipmentDevelopment Project(11327801).断裂韧度是表征岩石类脆性材料断裂力学性能的重要指标,断裂韧度的测试不仅是断裂力学的主

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本文编号:1428744

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