[发明专利]一种中低速冲击载荷下I型裂纹动态止裂韧度测试方法

摘要

本发明公开了一种在中低速冲击载荷下I型裂纹动态止裂韧度测试方法，该发明属于岩石和混凝土工程技术领域，试件构型为发明者自行设计的V形侧开单裂纹半孔板试样，该试样具有V形底部边界，在冲击荷载下产生倾斜向上的压缩波，该压缩波的水平分量对扩展裂纹具有压缩作用，进而可实现对扩展裂纹进行止裂。试验采用中低速落锤冲击试验装置，并用有限元差分软件AUTODYN进行了模拟计算，其结果与试验结果基本一致。将得到的荷载应力时程曲线输入到有限元程序ABAQUS，求出试样I型裂纹动态应力强度因子的时程曲线，最后通过裂纹的止裂时刻确定材料的动态止裂韧度。上述即为中低速冲击荷载作用下纯I型裂纹动态止裂韧度测试方法；本发明的试件构型简单，易于加工，且试验过程简洁明了，操作方便，适于裂纹动态扩展行为研究及动态断裂韧度的测试。

主权项

1.此发明是基于中低速冲击载荷下的I型裂纹动态止裂韧度的测试方法。主要特征在于，基于中低速冲击载荷下I型裂纹动态止裂韧度测试方法所利用的V型边界侧开单裂纹半孔板试样和中低速落锤冲击实验装置，将测得的电信号通过数据采集系统采集，并通过后续数据处理将电压值转换成压力值，数据文件储存为表格，存储内容为时间值及对应的压力值；将此压力时程曲线导入有限元程序ABAQUS；在有限元软件中一比一建立模型后，其中试件尺寸、材料参数及本构关系等与试验一致，将上述所得的压力时程曲线设置为载荷边界；而后使用位移外推法计算试样的动态应力强度因子，即根据I型裂纹近场位移与应力强度因子的关系：进而得到应力强度因子与裂纹面上点的位移关系：其中裂纹面上A和B点的位移u(r_OA,+π,t)和u(r_OB,+π,t)可以通过有限元软件计算得到，然后利用上述公式即可得到应力强度因子的时程曲线，再根据实验所测得的裂纹止裂时刻，进而可确定裂纹的动态止裂韧度。