動(dòng)態(tài)斷裂試驗(yàn)中試樣彈跳規(guī)律及對K因子影響.pdf

1、動(dòng)態(tài)斷裂試驗(yàn)中，斷裂韌度的計(jì)算，目前仍借用靜態(tài)斷裂實(shí)驗(yàn)的斷裂韌度計(jì)算公式確定斷裂韌度值。但須知，在靜態(tài)斷裂試驗(yàn)中，試樣的響應(yīng)與加載速率同步，試樣始終與支座保持接觸，處于三點(diǎn)受力狀態(tài)。而在動(dòng)態(tài)斷裂試驗(yàn)中，試樣可能彈離支座，造成試樣與支座接觸的脫離，導(dǎo)致非三點(diǎn)受力的應(yīng)力狀態(tài)，從而導(dǎo)致與靜態(tài)斷裂力學(xué)公式的偏離。然而，目前研究者們對試樣與支座脫離的現(xiàn)象與規(guī)律，尚沒有一致的認(rèn)識，斷裂韌度的計(jì)算方法亦尚不統(tǒng)一。本文對這些問題進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究，得

2、到了有實(shí)際意義的研究結(jié)果。 采用Hopkinson動(dòng)態(tài)斷裂裝置對標(biāo)準(zhǔn)Charpy試樣進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，結(jié)果表明，確實(shí)存在試樣與支座的脫離現(xiàn)象，并認(rèn)為該現(xiàn)象本質(zhì)上決定于測試系統(tǒng)的剛度，對于一定試驗(yàn)條件下的測試，則決定于試樣尺寸和跨距。 對不同尺寸試樣進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，結(jié)果表明，試樣彈離支座的時(shí)間與試樣尺寸及跨距有關(guān)。在寬度一定的條件下，跨距S與試樣長度L之比(S/L)值越小，脫離時(shí)間越短，當(dāng)S/L小于某一特征值時(shí)，試樣與支座不再脫

3、離。實(shí)際上這一特征值就是試樣與支座不發(fā)生脫離的臨界條件。當(dāng)寬度變化時(shí)，S/L隨之變化。文中建立了各種試樣尺寸與跨距條件下試樣不發(fā)生脫離的臨界條件，為動(dòng)態(tài)斷裂韌度測試提供了科學(xué)的依據(jù)，研究認(rèn)為，在試樣始終與支座接觸或起裂發(fā)生在試樣與支座再次接觸的條件下，動(dòng)態(tài)斷裂韌度可采用傳統(tǒng)的靜態(tài)斷裂力學(xué)公式確定，而當(dāng)試樣起裂發(fā)生在試樣脫離支座的過程中時(shí)則必須按照單點(diǎn)彎曲條件下的應(yīng)力強(qiáng)度因子表達(dá)式求解。 通過有限元軟件Ansys，建立了三維模型，