为了研究爆炸荷载下青砂岩I型裂纹动态断裂韧度的测试方法,利用内部中心单裂纹圆盘(internal center single crack disc,ICSCD)试样进行了爆炸试验研究。试样由外径为400 mm、内部加载孔径为40 mm、预制裂纹长为60 mm的青砂岩制成。利...为了研究爆炸荷载下青砂岩I型裂纹动态断裂韧度的测试方法,利用内部中心单裂纹圆盘(internal center single crack disc,ICSCD)试样进行了爆炸试验研究。试样由外径为400 mm、内部加载孔径为40 mm、预制裂纹长为60 mm的青砂岩制成。利用同步触发器实现圆盘中心起爆,并同步触发超动态应变仪,通过径向应变片获取爆炸应变曲线、裂纹尖端的环向应变片获取裂纹起裂时刻。以实测爆炸应变曲线为参量,应用Laplace变换推导出试样加载孔壁应力时程曲线表达式,并用数值反演法得出其数值解。利用ANSYS有限元软件,建立数值计算模型,通过相互作用积分法得出了在爆炸荷载作用下砂岩的I型动态应力强度因子曲线。研究结果表明:(1)ICSCD试件能够很好地用来测试岩石的动态起裂韧度;(2)炮孔周边的应力可以通过拉普拉斯变换的数值反演方法得到;(3)通过试验-数值法能稳定计算出ICSCD砂岩构型的动态起裂韧度,其最大误差仅为7%。展开更多
为了探寻更加合理的构型试件来研究纯Ⅰ型裂纹在冲击荷载下的起裂及扩展行为,提出一种新构型试件,即双倾斜底边中心裂纹试件(double inclined bottom central cracked,DIBCC)。借助于中低速落锤式冲击实验装置进行冲击实验,通过应力波...为了探寻更加合理的构型试件来研究纯Ⅰ型裂纹在冲击荷载下的起裂及扩展行为,提出一种新构型试件,即双倾斜底边中心裂纹试件(double inclined bottom central cracked,DIBCC)。借助于中低速落锤式冲击实验装置进行冲击实验,通过应力波来使试件内预制裂纹起裂并扩展,同时利用应变片测试系统监测裂纹起裂时刻,并采用AUTODYN有限差分软件对实验过程进行数值模拟,最后计算裂纹的动态应力强度因子,利用实验测得的起裂时刻,确定试件的起裂韧度。结果表明:(1)在反射拉伸波作用下,预制裂纹两侧会产生垂直于裂纹面向外的位移,使预制裂纹扩张,从而使裂纹起裂。(2)数值模拟结果与实验结果在裂纹扩展路径上具有一致性,说明本文中提出的DIBCC构型试件有效,可以用来测试裂纹在冲击载荷下的断裂韧度。展开更多
文摘为了研究爆炸荷载下青砂岩I型裂纹动态断裂韧度的测试方法,利用内部中心单裂纹圆盘(internal center single crack disc,ICSCD)试样进行了爆炸试验研究。试样由外径为400 mm、内部加载孔径为40 mm、预制裂纹长为60 mm的青砂岩制成。利用同步触发器实现圆盘中心起爆,并同步触发超动态应变仪,通过径向应变片获取爆炸应变曲线、裂纹尖端的环向应变片获取裂纹起裂时刻。以实测爆炸应变曲线为参量,应用Laplace变换推导出试样加载孔壁应力时程曲线表达式,并用数值反演法得出其数值解。利用ANSYS有限元软件,建立数值计算模型,通过相互作用积分法得出了在爆炸荷载作用下砂岩的I型动态应力强度因子曲线。研究结果表明:(1)ICSCD试件能够很好地用来测试岩石的动态起裂韧度;(2)炮孔周边的应力可以通过拉普拉斯变换的数值反演方法得到;(3)通过试验-数值法能稳定计算出ICSCD砂岩构型的动态起裂韧度,其最大误差仅为7%。
文摘为了探寻更加合理的构型试件来研究纯Ⅰ型裂纹在冲击荷载下的起裂及扩展行为,提出一种新构型试件,即双倾斜底边中心裂纹试件(double inclined bottom central cracked,DIBCC)。借助于中低速落锤式冲击实验装置进行冲击实验,通过应力波来使试件内预制裂纹起裂并扩展,同时利用应变片测试系统监测裂纹起裂时刻,并采用AUTODYN有限差分软件对实验过程进行数值模拟,最后计算裂纹的动态应力强度因子,利用实验测得的起裂时刻,确定试件的起裂韧度。结果表明:(1)在反射拉伸波作用下,预制裂纹两侧会产生垂直于裂纹面向外的位移,使预制裂纹扩张,从而使裂纹起裂。(2)数值模拟结果与实验结果在裂纹扩展路径上具有一致性,说明本文中提出的DIBCC构型试件有效,可以用来测试裂纹在冲击载荷下的断裂韧度。
