動態(tài)斷裂試驗中試樣彈跳規(guī)律及對K因子影響.pdf

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

2、到了有實際意義的研究結(jié)果。 采用Hopkinson動態(tài)斷裂裝置對標準Charpy試樣進行沖擊試驗，結(jié)果表明，確實存在試樣與支座的脫離現(xiàn)象，并認為該現(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。 對不同尺寸試樣進行沖擊試驗，結(jié)果表明，試樣彈離支座的時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，脫離時間越短，當S/L小于某一特征值時，試樣與支座不再脫

3、離。實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。當寬度變化時，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，為動態(tài)斷裂韌度測試提供了科學的依據(jù)，研究認為，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，動態(tài)斷裂韌度可采用傳統(tǒng)的靜態(tài)斷裂力學公式確定，而當試樣起裂發(fā)生在試樣脫離支座的過程中時則必須按照單點彎曲條件下的應力強度因子表達式求解。 通過有限元軟件Ansys，建立了三維模型，