起裂处缺陷形状对PMMA试件动态断裂影响效应研究

来源期刊：中国矿业2021年第2期

论文作者：安晨 肖成龙 康一强 张渊通 郑昌达

文章页码：197 - 202

关键词：动态焦散线;冲击荷载;应力强度因子;起裂;

摘    要：为研究冲击荷载下起裂处不同形状缺陷对脆性材料动态断裂的影响效应,选用PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）作为实验对象,落锤为加载源,将预制缺陷形状设定为唯一变量,同时保持缺陷在落锤加载方向的长度不变,使用新型数字激光动态焦散线实验系统,对PMMA试件进行冲击三点弯实验,同时对试件的破坏形态、时程特征、动态应力强度因子以及裂纹扩展速度进行分析。实验结果表明:除正方形缺陷（两应力集中点）试件外,其他缺陷形状试件均以I型断裂为主;一应力集中点缺陷试件最早发生破坏,两应力集中点缺陷试件次之,无应力集中点试件最晚发生破坏;一应力集中点对照组中,三角形缺陷试件发生破坏所需能量汇聚时间短于竖线型缺陷试件;试件起裂速度与能量汇聚时间呈正相关,起裂时间越早的试件起裂速度越小。由此得到结论:起裂端缺陷形状对板件的破坏形态及非缺陷周边的动态力学性能无明显影响,但会通过影响板件的起裂时动态强度因子来改变板件的起裂时间和峰值速度。