平面应变下紧凑拉伸试样的动态断裂韧性的实验研究

作     者：邹广平 唱忠良 曲嘉 陈思 王瑞瑞 ZOU Guang-ping;CHANG Zhong-liang;QU Jia;CHEN Si;WANG Rui-rui

作者机构：哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院黑龙江150001 

出 版 物：《实验力学》 (Journal of Experimental Mechanics)

年 卷 期：2011年第26卷第3期

页      面：240-246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：教育部博士点基金(No.20092304110003)资助 

主　　题：紧凑拉伸试样 动态应力强度因子 动态起裂韧性 平面应变 

摘      要：材料的动态断裂韧性是衡量材料在动载荷作用下抵抗裂纹扩展能力的重要指标,以往的材料动态断裂韧性测试多采用三点弯曲试样,而针对紧凑拉伸试样的动态断裂韧性研究很少。本文将紧凑拉伸试样(即CT试样)简化成等效弹簧质量模型,得到了CT试样动态应力强度因子的近似表达式。对Hopkinson压杆装置进行了改进,利用改进后的实验装置进行了CT试样的平面应变型动态断裂实验。由于载荷在起裂前(以至起裂后一段时间)是单调增加的,因此可以用动态应力强度因子K(t)作为裂纹尖端的表征参量,并用动态冲击载荷(或加载点位移)曲线来确定动态应力强度因子K(t);利用电阻应变片法确定起裂点,最终获得了表征材料动态起裂韧性的KId。由此形成一整套平面应变型动态起裂韧性的表征和测试方法。同时利用该方法对2A12铝合金和16Mn合金钢的CT试样进行了断裂韧性测试,从实验结果可以看出改进后的装置和测试方法是可靠而有效的。