脆性材料中应力波衰减规律与层裂实验设计的数值模拟
本文选题：脆性材料 + 应力波 ； 参考：《爆炸与冲击》2017年04期
【摘要】：对混凝土、岩石类脆性材料的层裂实验进行了有限元模拟,研究了应力波在此类材料中传播的衰减规律,包括两类机制:弹性波因大尺寸试样的几何弥散产生的小幅度线性衰减、与应变率相关的黏塑性波因本构关系导致的指数衰减。在此基础上,提出了包含常数项的指数型应力波峰值拟合公式。建议采用可以忽略应力波衰减影响的细长形试样进行层裂实验。混凝土类脆性材料层裂破坏模拟结果显示,有限元模拟得到的层裂片厚度与一维应力波理论得到的结果非常吻合,验证了按一维应力波理论确定层裂强度的实验方法的有效性。通过对比3种不同入射波形下层裂片的形状和净拉应力波形,发现不对称的入射波形状更有利于实验获得平直的层裂断面和较准确的层裂强度。
[Abstract]:The finite element simulation of the cracking experiment of brittle materials of concrete and rock is carried out. The attenuation law of stress waves propagating in such materials is studied, including two kinds of mechanisms: the small amplitude linear attenuation produced by the geometric dispersion of the large elastic wave cause, and the exponential decay caused by the viscoplastic constitutive relation related to the strain rate. On this basis, an exponential stress wave peak fitting formula containing constant term is proposed. A slender specimen with negligible stress wave attenuation is proposed to carry out the spallation experiment. The simulation results of the cracking failure of concrete brittle materials show that the thickness of the lamination and the one-dimensional stress wave theory obtained by the finite element simulation are very important. The validity of the experimental method for determining the crack strength according to the one-dimensional stress wave theory is verified. By comparing the shape of the bottom fission and the net tensile stress waveform of the 3 different incidence waveforms, it is found that the asymmetric incident wave shape is more beneficial to the experiment to obtain the flat crack section and the more accurate spallation strength.
【作者单位】： 合肥工业大学土木与水利工程学院;
【分类号】：O341
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，本文编号：1973888
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