裂纹止裂技术及裂纹动态扩展规律研究

发布时间：2021-08-17 09:22

　　为了对动态荷载作用下水泥粉煤灰砂浆的裂缝动态扩展行为进行研究,提出了一种大尺寸带V型底边的半圆边裂纹（SECVB）试件,其V形底部具有止裂功能。SECVB试件的V形底部设计为180°,150°和120°三个角度。采用落锤冲击装置进行了冲击试验,并使用裂纹扩展计（CPG）用于测量裂纹扩展的相关参数。利用有限差分程序AUTODYN对裂纹扩展行为进行了数值模拟,并用有限元程序ABAQUS计算了裂纹的动态应力强度因子（DSIF）;根据CPG测量的裂纹萌生时间和扩展时间来确定临界应力强度因子。试验和数值模拟结果表明,SECVB试件适合于研究动态荷载作用下水泥粉煤灰砂浆的裂纹扩展行为和止裂行为。在裂纹扩展过程中,裂纹可能在一段时间内止裂,并且裂纹在起始时刻的断裂韧度高于裂纹扩展时的断裂韧度。 

【文章来源】：振动与冲击. 2020,39(04)北大核心EICSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

三种用于研究动态断裂行为的大尺寸试件构型

SECVB试件的止裂功能(当裂纹扩展过程中两个丝栅之间时间间隔大于等于70 μs时或裂纹停止扩展时称之为止裂)为,在竖向冲击荷载作用下,试件底边与透射杆之间将产生斜向的压缩波,在裂缝尖端前部,压缩应力水平分量(见图2)将限制裂纹继续扩展,最终导致裂纹停止扩展。1.1 材料及试样制备

150° SECVB 试件的几何形状如图3所示。它的高度为350 mm,宽度为260 mm,厚度为28 mm,半圆孔直径为76 mm。预制裂纹长度为25 mm、宽度为1.5 mm。预制裂缝起始于半圆孔边缘且平行于试件竖向边。为避免冲击荷载下偶然因素对试验测试结果的影响,试验前预制裂缝均用0.1 mm厚的锯条对裂纹尖端进行锐化处理。试件V型底部两斜边夹角分别为120°,150°和180°。1.3 冲击测试装置

【参考文献】：
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本文编号：3347508