基于3D-ILC单轴拉伸双平行内裂纹扩展规律研究

• 作者: 任然 张志韬 汤子璇 汤雷 王海军 郁舒阳 钟凌伟
• 来源期刊: 岩土工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 3D-ILC 断裂力学 裂纹扩展 双内裂纹 脆性固体 裂纹相互作用
• 年，卷（期）: 2019,（12）
• 所属期刊栏目: 短文
• 页码范围: 2367-2373
• 页数: 7页
• 分类号: TU45
• 语种: 中文
• DOI: 10.11779/CJGE201912024

摘要

多裂纹相互作用是断裂力学研究的重要内容,但是针对单轴拉伸下的三维多内裂纹相互作用研究较少.基于3D-ILC技术,在完整立方体试件中生成三维双平行内裂纹,对不同错距d开展单轴拉伸试验,分析了断裂过程、应力云纹、起裂与破坏荷载及断口特征,基于M积分和MTS准则开展裂纹扩展路径及相互作用模拟.结果表明:①内裂纹错距为2 mm时相互"吸引",错距为6与10 mm先相互"吸引"后"排斥";②三维双内裂纹单轴拉伸下具有"合并分界"、"漏斗状"特征等断裂形态,其中裂纹中心侧发生I-II型复合断裂,外侧发生纯I型断裂;③初始应力云纹在预制裂纹尖端呈现"花瓣状",裂纹相互"吸引"过程中应力云纹在中心侧裂纹尖端呈现"括弧状";④试样强度与裂纹间错距成正比,错距为2,6,10 mm抗拉强度相对完整试样下降百分比分别为63.39％,50.79％,41.09％.起裂荷载与最终破坏荷载的比值分别为12.92％,15.16％,13.57％;⑤基于M积分,得出内裂纹I、II型应力强度因子分布规律,基于MTS裂纹扩展判据,实现三维双内纹的相互作用扩展全过程数值模拟,与试验一致.研究结果为三维双平行内裂纹相互作用研究提供试验与理论基础.