脆性材料压剪断裂方向影响因素的宏细观分析.pdfVIP

280 西安理工大学学报 JournalofXi’anUniversityofTechnology(2011)Vo1．27No．3 文章鳊弓 K，647 l iiI3 z踟 5 脆性材料压剪断裂方 向影响因素的宏细观分析 李智慧，师俊平，汤安民 (西安理工大学 土木建筑工程学院，陕西 西安710048) 摘要：从物理学中摩擦力和固体力学应力状态的概念出发，讨论了脆性材料受压剪断时断裂面上 摩擦力的存在性；基于脆性材料压剪宏观断裂形式和细观断裂机理，分析了影响脆性材料压剪断裂 的主要因素。分析结果表明，脆性材料单压剪断时，起裂点上断裂面沿最大切应力方向，而试验 中 观察到宏观剪切面倾角大于45。。主要原因是，试验中试件端面附近存在摩擦力，且受压时坚硬晶 粒楔入软介质，从而在材料 内产生附加拉应力，改变了原有的单向压缩应力状态，也改变 了后续断 裂路径上的最大切应力方向。 关键词：脆性材料 ；剪断；剪切面倾角；应力三维度 中图分类号：0346．1 文献标志码：A DiscussionsonFractureFactorsofBrittleM aterials undertheShear．CompressionCondition LIZhihui，SHIJunping，TANGAnmin (FacultyofCivilEngineeringandArchtecture，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’all710048，China) Abstract：Basedonfundamentalideasintribologyandbasicconceptofstressstateinsolidmechanics， theexistenceoffrictional forceonshearplaneisdiscussedunderuniaxialcompressionofbrittlemateri— als．Basedonmacroscopicfractureformsandmesoscopicfracturemechanism ，thekeyfactorsinfluencing shearfractureangleareanalyzed．Themainconclusionsareasfollows：whenbrittlematerialsarecom— pressedandshearfractureoccurs，shearfracturesurfaceatthecrackinitiationpointisconsistentwiththe maximum shearstress．Butthereason ofshearfractureangleexaminedin experimentgreaterthan45。 liesinthat，frictionalforcebetweenendfaceoftestpieceandpressureheadoftestingmachine，andad— ditional tensilestressproducedinthematerialswhenhardercrystallinegrainwedgeinsoftermedium have changedoriginalunidirectionalcompressionstressstateandthedirectionofmaximum shearstressonnext fracturepath． ， Keywords：Brittlematerial；shearfracture；shearfractureangle；stresstriaxiality 材料受力后发生断裂破坏的状态受材料特性和