基于RPC试件的爆炸应力波作用下Ⅰ型裂纹扩展行为的研究

• 作者: 万端莹 刘瑞峰 刘邦 朱哲明 李剑飞
• 来源期刊: 岩石力学与工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 岩石力学 爆炸应力波 裂纹扩展 断裂韧度 动态应力强度因子
• 年，卷（期）: 2019,（12）
• 页码范围: 2478-2490
• 页数: 13页
• 分类号: TU45
• 语种: 中文
• DOI: 10.13722/j.cnki.jrme.2019.0573

摘要

为了研究爆炸荷载下Ⅰ型裂纹的扩展行为,提出带预制裂纹的矩形板试件(RPC).采用均匀且透明性好的有机玻璃制作试件.实验系统由超动态应变仪、示波器、恒压电源、电阻应变片以及裂纹扩展计组成.电阻应变片与裂纹扩展计分别被用于测量爆炸荷载与裂纹扩展速度.采用扫描电镜对裂纹扩展断面进行观察.在AUTODYN中模拟RPC试件中的裂纹动态扩展现象,采用JWL方程描述爆生产物的状态,线性状态方程被用于模拟有机玻璃压力与密度的关系,并采用修改的最大主应力准则预测材料的破坏状态.基于位移外推法,在ABAQUS中建立计算裂纹尖端动态应力强度因子的数值模型.通过实验与数值结果可得:(1)爆炸应力波作用下Ⅰ型裂纹会形成稳定扩展阶段与不稳定扩展阶段;(2)裂纹稳定扩展阶段会形成粗糙度逐渐降低的断面,裂纹不稳定扩展阶段形成的断面较为光滑;(3)裂纹在稳定扩展阶段的速度是在一定范围内波动变化的.