[发明专利]测量落锤撕裂试验材料真实断裂能的方法

权利要求书

1.一种测量落锤撕裂试验材料真实断裂能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，对于落锤撕裂试验，根据内聚力模型中牵引力-分离规律的四个参数K，δ₀，δ_max和α的初始值，建立相关的有限元模型；

K为弹性刚度，δ₀为损伤开始时的临界分离位移，δ_max断裂分离位移,α为与材料韧性相关的参数，对于脆性材料取α1，对于韧性材料取α1；

步骤S2，基于步骤S1建立的有限元模型对落锤撕裂试验进行模拟，并提取冲击力-位移曲线、裂纹尖端张开角-裂纹扩展长度和裂纹扩展长度-时间曲线；

通过落锤撕裂试验测定冲击力-位移曲线、裂纹尖端张开角-裂纹扩展长度和裂纹扩展长度-时间曲线；

将基于有限元模型模拟得到的冲击力-位移曲线、裂纹尖端张开角-裂纹扩展长度和裂纹扩展长度-时间曲线分别与试验测定得到的冲击力-位移曲线、裂纹尖端张开角-裂纹扩展长度和裂纹扩展长度-时间曲线进行对比，根据误差不断调整K，δ₀，δ_max和α的值，直至模拟所得曲线与相应的试验所得曲线趋向吻合；

步骤S3，将基于试验校正过的K，δ₀，δ_max和α的值带入有限元模型中，对落锤撕裂试验中总的能量耗散进行分析；

步骤S4，对稳态裂纹扩展阶段的断裂能进行计算，获得稳态裂纹扩展阶段断裂能在整体能量耗散中所占比例R；

根据模拟得到的冲击力-位移曲线积分计算稳态裂纹扩展阶段整体能量耗散W_t；

将上述比例R与模拟得到的冲击力-位移曲线积分结果W_t相乘，得到材料真实的断裂能W_f；

步骤S1中，所述内聚力模型中牵引力-分离规律的公式表示为：

式中T为牵引力，D为损伤标量，K为弹性刚度，δ为分离位移，δ₀为损伤开始时的临界分离位移，δ_max断裂分离位移,α为与材料韧性相关的参数，G_adhesion/A为单位面积上的内聚能，对于脆性材料取α1，对于韧性材料取α1；

步骤S4中，断裂能定义为内聚能加上裂纹尖端周围的塑性能。