考虑T应力的PBX裂纹尖端失效区和起裂行为
发布时间：2021-04-04 05:52
为了研究高聚物粘结炸药（PBX）结构在复杂应力状态下裂纹的起裂特征,针对中心贯穿斜裂纹的无限大平板模型,基于考虑T应力的裂纹尖端应力场和Drucker-Prager强度准则,理论上给出了考虑材料拉压比、泊松比、静水压力、应力状态、裂纹面闭合摩擦以及T应力的PBXⅠ-Ⅱ复合型裂纹尖端失效区隐式控制方程。利用裂纹尖端失效区最小半径起裂准则,研究了T应力对PBX裂纹尖端失效区和起裂行为的影响。理论研究表明,远场拉伸下,T应力导致裂尖失效区增大（0°<β<45°）或减小（45°<β<90°）,T应力使裂纹起裂角减小;远场压缩下,裂纹处于纯Ⅱ型状态,裂纹面闭合摩擦效应减小了裂尖失效区,但不影响起裂角。T应力使压剪裂纹起裂角增大并减小了失效区。同时,T应力使最危险裂纹倾角β0明显增大。因此,研究PBX裂纹起裂行为,需要充分考虑裂纹尖端T应力的影响。
【文章来源】：含能材料. 2020,28(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
T应力对不同摩擦系数μ下PBX压剪裂纹尖端失效区的影响（β=22.5°）
式中，分别表示Ⅰ型和Ⅱ型应力强度因子。σx′、σy′和τx′y′分别为局部坐标系x′-y′下裂纹尖端应力；θ和r为x′-y′坐标系下的极坐标角度和矢径；a为半裂纹长度。式（2）成立的条件是：(1)r/a?1;(2)σx=σy且均为拉应力。其中，r/a?1的条件早已形成普遍共识，而σx=σy的条件往往被忽略。如果σx≠σy时，图1所示的裂纹尖端还需附加非奇异T应力项，式（2）还需加上T（沿裂纹面方向）和N（垂直裂纹面方向），即[19]:式中，T和N所产生的应力统称为T应力。若图1中裂纹为倾斜裂纹，则需要将远场应力分解为沿着裂纹和垂直于裂纹面方向的应力分量。本文主要研究远场单向拉伸压缩载荷下，无限大平板中心贯穿Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹尖端失效区和起裂行为。在远场单向正应力加载下，其应力分解如图2所示。局部坐标系x′-y′中应力分量为：
式中，β为裂纹与远场载荷之间的夹角，σ为远场单向拉伸或压缩应力。远场拉伸（σ>0）时，此时复合型裂纹Ⅰ型与Ⅱ型应力强度因子分量（KⅠ、KⅡ）和T应力[20](T、N）的表达式如下：
【参考文献】：
期刊论文
[1]TATB基PBX张开型裂纹起裂及扩展行为[J]. 刘晨,蓝林钢,陈华,唐明峰,甘海啸,李明. 含能材料. 2019(03)
[2]HTPB推进剂复合型裂纹尖端变形场测量及破坏模式分析[J]. 王阳,李高春,王玉峰,史小强,韩永恒. 含能材料. 2019(01)
[3]TATB基PBX的准静态拉压非线性本构模型及其应用（英文）[J]. 唐维,袁洪魏,温茂萍,赵龙,颜熹琳. 含能材料. 2018(08)
[4]基于三种强度准则的PBX Ⅰ型裂纹尖端失效区研究[J]. 董天宝,唐维,温茂萍,张巍耀,韦兴文. 含能材料. 2017(02)
[5]T应力对岩石裂纹扩展路径及起裂强度的影响研究[J]. 唐世斌,黄润秋,唐春安. 岩土力学. 2016(06)
[6]热弹性环境下HMX基PBX厚壁结构件失效破坏分析[J]. 王鹏飞,黄西成,何颖波,郭虎. 含能材料. 2016(02)
[7]基于间接三轴拉伸破坏试验的某TATB基PBX强度准则适应性分析[J]. 唐维,颜熹琳,李明,温茂萍,刘彤,章定国. 含能材料. 2015(06)
[8]MY准则解析复合型裂尖塑性区[J]. 章顺虎,王晓南,侯纪新,王心怡,刘敏. 应用力学学报. 2015(03)
[9]基于线性Drucker-Prager模型的PBX准静态弹塑性变形分析[J]. 王鹏飞,黄西成,何颖波,郭虎. 含能材料. 2015(05)
[10]数字图像技术在节理岩体裂纹扩展试验中的应用研究[J]. 赵程,鲍冲,松田浩,赵春风,田加深. 岩土工程学报. 2015(05)
硕士论文
[1]考虑T应力的岩石裂纹尖端起裂特性研究[D]. 张恒.大连理工大学 2016
本文编号：3117850
【文章来源】：含能材料. 2020,28(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
T应力对不同摩擦系数μ下PBX压剪裂纹尖端失效区的影响（β=22.5°）
式中，分别表示Ⅰ型和Ⅱ型应力强度因子。σx′、σy′和τx′y′分别为局部坐标系x′-y′下裂纹尖端应力；θ和r为x′-y′坐标系下的极坐标角度和矢径；a为半裂纹长度。式（2）成立的条件是：(1)r/a?1;(2)σx=σy且均为拉应力。其中，r/a?1的条件早已形成普遍共识，而σx=σy的条件往往被忽略。如果σx≠σy时，图1所示的裂纹尖端还需附加非奇异T应力项，式（2）还需加上T（沿裂纹面方向）和N（垂直裂纹面方向），即[19]:式中，T和N所产生的应力统称为T应力。若图1中裂纹为倾斜裂纹，则需要将远场应力分解为沿着裂纹和垂直于裂纹面方向的应力分量。本文主要研究远场单向拉伸压缩载荷下，无限大平板中心贯穿Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹尖端失效区和起裂行为。在远场单向正应力加载下，其应力分解如图2所示。局部坐标系x′-y′中应力分量为：
式中，β为裂纹与远场载荷之间的夹角，σ为远场单向拉伸或压缩应力。远场拉伸（σ>0）时，此时复合型裂纹Ⅰ型与Ⅱ型应力强度因子分量（KⅠ、KⅡ）和T应力[20](T、N）的表达式如下：
【参考文献】：
期刊论文
[1]TATB基PBX张开型裂纹起裂及扩展行为[J]. 刘晨,蓝林钢,陈华,唐明峰,甘海啸,李明. 含能材料. 2019(03)
[2]HTPB推进剂复合型裂纹尖端变形场测量及破坏模式分析[J]. 王阳,李高春,王玉峰,史小强,韩永恒. 含能材料. 2019(01)
[3]TATB基PBX的准静态拉压非线性本构模型及其应用（英文）[J]. 唐维,袁洪魏,温茂萍,赵龙,颜熹琳. 含能材料. 2018(08)
[4]基于三种强度准则的PBX Ⅰ型裂纹尖端失效区研究[J]. 董天宝,唐维,温茂萍,张巍耀,韦兴文. 含能材料. 2017(02)
[5]T应力对岩石裂纹扩展路径及起裂强度的影响研究[J]. 唐世斌,黄润秋,唐春安. 岩土力学. 2016(06)
[6]热弹性环境下HMX基PBX厚壁结构件失效破坏分析[J]. 王鹏飞,黄西成,何颖波,郭虎. 含能材料. 2016(02)
[7]基于间接三轴拉伸破坏试验的某TATB基PBX强度准则适应性分析[J]. 唐维,颜熹琳,李明,温茂萍,刘彤,章定国. 含能材料. 2015(06)
[8]MY准则解析复合型裂尖塑性区[J]. 章顺虎,王晓南,侯纪新,王心怡,刘敏. 应用力学学报. 2015(03)
[9]基于线性Drucker-Prager模型的PBX准静态弹塑性变形分析[J]. 王鹏飞,黄西成,何颖波,郭虎. 含能材料. 2015(05)
[10]数字图像技术在节理岩体裂纹扩展试验中的应用研究[J]. 赵程,鲍冲,松田浩,赵春风,田加深. 岩土工程学报. 2015(05)
硕士论文
[1]考虑T应力的岩石裂纹尖端起裂特性研究[D]. 张恒.大连理工大学 2016
本文编号：3117850
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3117850.html
