[发明专利]一种爆炸载荷下I型裂纹动态断裂韧度测试方法

摘要

本发明公开了一种爆炸载荷下I型裂纹动态断裂韧度测试方法，利用雷管和带裂纹的水泥砂浆试样进行了爆破试验研究，采用实验‑数值方法确定试样的动态断裂韧度，通过试验得到的应变信号来确定试样承受的荷载及裂纹起裂的时间，将得到的时程曲线输入有限元程序Ansys，利用1/4节点单元计算裂尖的近场位移，进而使用位移外推法求得试样I型动态断裂应力强度因子的时程曲线，裂纹起裂时刻对应的应力强度因子值即为材料的动态断裂韧度，从而给出了在爆炸载荷下I型裂纹的动态断裂韧度测试新方法。本发明的方法简单，操作方便，对研究在爆炸动载荷下岩石的动态断裂特性应更有现实应用意义。

主权项

1.一种爆炸载荷下I型裂纹动态断裂韧度测试方法，其特征在于，该爆炸载荷下I型裂纹动态断裂韧度测试方法利用带裂纹及炮孔的矩形板试样，通过炮孔放置雷管，并使爆炸产生压力，实现了对试样的冲击加载，将测得的应变信号通过平面应力问题的应力应变关系即公式转换为压力值，数据文件格式为文本文档，两列，一列为时间，一列为对应的应变值，得到压力时程曲线，代入有限元程序，在建立模型后，在炮孔表面添加边界条件，将上面的压力时程曲线作为荷载添加，使用位移外推法计算试样的动态应力强度因子，即根据I型裂纹近场的位移与应力强度因子的关系得到动态应力强度因子表达式：通过有限元软件，根据荷载历史得到位移时间曲线，进而通过上述动态应力强度因子表达式得到动态应力强度因子与时间的曲线；再根据试样的起裂时间确定动态断裂韧度。