线性规律功能梯度材料断裂行为实验研究

作     者：许蔚 姚学锋 Xu Wei;Yao Xuefeng

作者机构：昆明理工大学建筑工程学院工程力学系昆明650093 清华大学工程力学系北京100084 

出 版 物：《力学学报》 (Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics)

年 卷 期：2008年第40卷第4期

页      面：485-495页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080102[工学-固体力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(10602015 10432030) 

主　　题：功能梯度材料 Ⅰ型断裂 焦散线 有限元 应力强度因子 

摘      要：焦散线方法与高速摄影技术结合,对线性规律功能梯度材料的Ⅰ型静、动态断裂特性进行实验研究,并利用有限元软件进行数值模拟.首先推导了线性规律功能梯度材料静、动态裂尖的焦散线初始曲线方程和参数方程,提出通过迭代方法根据功能梯度材料的复杂焦散线方程求解应力强度因子.为对比材料梯度对断裂行为的影响,利用重力沉降法制备了3种梯度变化规律的试件.然后对功能梯度材料试件进行三点弯曲实验,通过CCD和高速摄影装置采集试件焦散线图像,提取各种静、动态断裂参数.最后通过与有限元模拟结果进行对比,证明在功能梯度材料断裂实验中焦散线方法的有效性,并详细分析了不同梯度变化规律对材料静、动态断裂性能的影响.