应力波载荷作用下弹塑性断裂全过程的动态分析.PDFVIP

第 卷第 期 兵 工 学 报 ! # ./01!,/1# 年 月 !$$# % ’()**+,()-- 2 1 !$$# 3 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 应力波载荷作用下弹塑性断裂全过程的动态分析 沙桂英 杨丽颖 姜风春 刘瑞堂 （哈尔滨工程大学，黑龙江哈尔滨， ） 45$$$4 （中科院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室 ） （济南大学） 摘要 本文利用 单压杆实验装置，对材料的弹塑性动态断裂特性进行了研究，建立了应 6/89:;/: 7 力波载荷作用下动态裂纹起裂、扩展、止裂全过程的动态分析方法，采用该方法可同时测得材料的动态 断裂韧性、裂纹扩展速度和止裂韧性。$=钢三点弯曲试样的实验结果表明，该钢的动态裂纹扩展是 先加速后减速过程，在 = # ／的加载速率下，最大裂纹扩展速度为 ／，动态断裂 4?4$*@A B ; !#C4#B ; ! ! 韧性和止裂韧性分别为 ／ ， ／ ! E55!1!8FB ! E41$58FB 1 !D -A 关键词 固体力学；应力波载荷；弹塑性断裂；动态断裂韧性；裂纹扩展速度；止裂韧性 中图分类号 G#C1! 动态断裂力学是研究惯性效应或载荷速率不能 ! 实验原理及方法 忽略的断裂问题，有着广泛的工程应用背景。这些 !1! 实验装置 问题可以分为二类：第一类问题是裂纹稳定而外力 单压杆实验装置如图 所示。采 6/89:;/: 414 7 随时间迅速变化，即在冲击载荷作用下裂纹的起裂 用三点弯曲试样，将贴有应变片的冲击杆（输入杆） 问题；第二类问题是外力恒定或者变化时裂纹的快 对准试样的中心，当压气枪发射出的圆柱形子弹撞 速扩展，即运动裂纹的快速扩展及其止裂问题。概 击输入杆时，在杆内将产生一应力波，在其作用下， 括起来就是研究裂纹起始、扩展、止裂全过程以及 试样中的裂纹产生动态扩展。子弹飞行速度由光控 如何表征和测量材料的起裂、扩展和止裂参数。这 继电器和振荡测速仪测量，冲击杆上的应变信号由 些问题的研究，有助于在工程结构设计中有效地实 动态应变仪和瞬态存储示波器记录。 施起裂