冲击荷载下含层理介质动态裂纹扩展特性研究

O346.1; 利用数字激光动态焦散线实验系统(DLDC),对含不同层理角度(30°,45°和60°)的3组有机玻璃板(Polymethyl methacrylate,PMMA)试件进行三点弯落锤冲击试验,借助高速相机记录了试件的断裂过程和裂纹尖端的动态焦散斑形状变化过程,得到了其Ⅰ、Ⅱ型动态应力强度因子的变化特征,并分析了其裂纹尖端位移及速度曲线.结合离散格子弹簧模型(DLSM),对比分析了试件的断裂形态,得到了裂纹尖端的应力场和运动场的变化规律,研究了应力波在层理处的透射和反射特征,最后利用DLSM分析了层理参数对介质断裂特性的影响.结果表明,试件的断裂特征,裂纹的起裂时间等都随层理角度的...

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Published in工程科学学报 Vol. 45; no. 5; pp. 701 - 713
Main Authors 王雁冰, 付代睿, 吴后为, 耿延杰, 张瑶瑶
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083 01.05.2023
深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,北京100083%中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083
Subjects
冲击荷载
裂纹扩展
数值模拟
应力强度因子
焦散线
层理
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ISSN2095-9389
DOI10.13374/j.issn2095-9389.2022.03.20.001

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Summary:O346.1; 利用数字激光动态焦散线实验系统(DLDC),对含不同层理角度(30°,45°和60°)的3组有机玻璃板(Polymethyl methacrylate,PMMA)试件进行三点弯落锤冲击试验,借助高速相机记录了试件的断裂过程和裂纹尖端的动态焦散斑形状变化过程,得到了其Ⅰ、Ⅱ型动态应力强度因子的变化特征,并分析了其裂纹尖端位移及速度曲线.结合离散格子弹簧模型(DLSM),对比分析了试件的断裂形态,得到了裂纹尖端的应力场和运动场的变化规律,研究了应力波在层理处的透射和反射特征,最后利用DLSM分析了层理参数对介质断裂特性的影响.结果表明,试件的断裂特征,裂纹的起裂时间等都随层理角度的变化而不同,裂纹在不同角度层理内扩展速度不同;试件的断裂表现出拉剪复合特征;裂纹在抵达层理前速度在某一数值上下波动;层理的弹性模量和厚度都会对试件的动态断裂特性产生影响.
ISSN:2095-9389
DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2022.03.20.001