[发明专利]一种I型裂纹在爆炸荷载下动态断裂全过程参数的测试方法

摘要

本发明“一种I型裂纹在爆炸荷载下动态断裂全过程参数的测试方法”公开了一种在爆炸荷载下I型裂纹的动态起裂韧度、动态扩展韧度以及动态止裂韧度的测试方法，属于岩土工程技术领域，自主设计了大尺寸内部单裂纹圆盘试件构型，测试结果不受反射拉伸波与透射波的影响，适用于研究爆炸全过程的裂纹扩展速度、扩展行为。爆炸加载采用8^#雷管，数值计算采用有限元差分软件AUTODYN，结果与试验基本一致。将荷载应力时程曲线输入到有限元程序ABAQUS，求得动态应力强度因子的时程曲线，通过裂纹的断裂时刻确定材料的动态断裂韧度。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.此发明是基于爆炸荷载下的I型裂纹动态断裂韧度的测试方法。本方法特征在于利用大尺寸内部单裂纹圆盘试样，采用放置在炮孔处的8^#雷管对试样进行爆炸加载，通过数据采集系统与粘贴在炮孔周围的径向、环向应变片测得的爆炸应力波电信号，并通过后数据处理软件将电压值转换成压力值；将实验得到压力时程曲线导入有限元程序ABAQUS，设置试件尺寸、材料参数及本构关系等参数建立1:1数值模型；根据数值软件计算数据，使用位移外推法计算试样预制裂纹尖端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：整理得到应力强度因子与裂纹尖端质点的相对位移的关系：将计算的应力强度因子绘制成时程曲线，再根据实验中裂纹扩展计记录的裂纹断裂时刻，确定I型裂纹的动态断裂韧度。