PMMA材料裂纹动态扩展及止裂研究

发布时间：2019-03-31 10:33

【摘要】：PMMA俗称有机玻璃,是一种用途十分广泛的工程材料,其裂纹动态扩展及止裂是工程应用研究的难点问题。以SHPB为动态加载装置,通过实验和仿真研究了含圆孔PMMA板的单边裂纹动态扩展问题,模拟结果与裂纹动态实验结果的对比验证了仿真模型的有效性。在此基础上,研究了PMMA板中的圆孔半径、预裂纹长度、止裂孔半径、止裂孔与裂纹尖端竖直位移等因素对裂纹扩展的影响。研究结果表明,圆孔半径和预裂纹长度对裂纹的起始扩展时间有明显影响,在裂纹尖端设置止裂孔可以有效地抑制裂纹的扩展,并且止裂孔半径、止裂孔与裂纹尖端竖直位移对止裂效果有显著影响。本文研究结果对PMMA材料工程应用有一定的参考价值。
[Abstract]:PMMA, commonly known as plexiglass, is a widely used engineering material, and its dynamic crack propagation and crack arrest is a difficult problem in engineering application research. Using SHPB as a dynamic loading device, the dynamic crack propagation of PMMA plate with circular holes is studied by experiments and simulations. The comparison between the simulation results and the dynamic crack experimental results proves the effectiveness of the simulation model. On the basis of this, the effects of the radius of circular hole, the length of pre-crack, the radius of stop hole, the vertical displacement of stop hole and crack tip on crack propagation in PMMA plate are studied. The results show that the radius of circular hole and the length of pre-crack have obvious influence on the initial propagation time of crack, and setting stop hole at crack tip can effectively restrain the propagation of crack and the radius of stop-crack hole. The vertical displacement of the crack-stopping hole and the crack tip has a significant effect on the crack-stopping effect. The results of this paper have certain reference value for the engineering application of PMMA materials.
【作者单位】： 湖南大学特种装备先进设计技术与仿真教育部重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(11272118;11372106)
【分类号】：O346.1

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本文编号：2450823