节理充填物厚度对运动裂纹扩展的影响

• 作者: 刘济琛 宋彦琦 李向上 王鹏懿
• 来源期刊: 爆炸与冲击
• 关键词: 节理充填物 动焦散线 冲击载荷 应力强度因子
• 年，卷（期）: 2020,（8）
• 所属期刊栏目: 冲击动力学
• 页码范围: 64-72
• 页数: 9页
• 分类号: O346.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11883/bzycj-2019-0358

摘要

为研究冲击载荷作用下节理充填物厚度对裂纹扩展行为的影响,以石膏为有机玻璃预制裂纹充填物,利用新型数字激光动态焦散线实验系统,对3种不同节理充填物厚度的有机玻璃进行三点弯冲击实验.实验结果表明,相同冲击载荷作用下,竖向预制裂纹均竖直向上扩展,是典型的Ⅰ型裂纹,充填物越厚,竖向裂纹越容易起裂.竖直裂纹扩展至水平预制裂纹后,充填物厚度为1、3、5mm的试件的水平预制裂纹汇聚能量的时间分别为433、2 200、2 580 μs,起裂时的应力强度因子分别为635.2、742.4、906.8 kN/m3/2,表明充填物越厚,水平裂纹越难起裂.水平预制裂纹扩展过程中共发生2次曲裂,是典型的Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹,节理充填物越厚,其扩展轨迹越弯曲;当裂纹扩展至距离试件上边界3mm时,扩展方向偏离第1次裂纹曲裂切线而朝向试件上边界扩展,试件最终断裂,测量发现充填物厚度为1、3、5mm的试件的断裂点与冲击载荷作用点的距离分别为16.5、11.0、6.0 mm.