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一种爆炸载荷下I型裂纹动态断裂韧度测试方法技术

技术编号:11061829 阅读:109 留言:0更新日期:2015-02-19 08:53
本发明专利技术公开了一种爆炸载荷下I型裂纹动态断裂韧度测试方法,利用雷管和带裂纹的水泥砂浆试样进行了爆破试验研究,采用实验-数值方法确定试样的动态断裂韧度,通过试验得到的应变信号来确定试样承受的荷载及裂纹起裂的时间,将得到的时程曲线输入有限元程序Ansys,利用1/4节点单元计算裂尖的近场位移,进而使用位移外推法求得试样I型动态断裂应力强度因子的时程曲线,裂纹起裂时刻对应的应力强度因子值即为材料的动态断裂韧度,从而给出了在爆炸载荷下I型裂纹的动态断裂韧度测试新方法。本发明专利技术的方法简单,操作方便,对研究在爆炸动载荷下岩石的动态断裂特性应更有现实应用意义。

【技术实现步骤摘要】
-种爆炸载荷下I型裂纹动态断裂初度测试方法
本专利技术属于岩±工程
,尤其涉及一种爆炸载荷下I型裂纹动态断裂初度 测试方法。
技术介绍
爆破是岩±工程中广泛采用的掘进方法,所W岩石在爆炸载荷下的断裂特性是岩 石动力学的核也问题之一。 在岩石工程中,爆破一直是被广泛采用的开挖、开采及掘进的主要破岩手段之一。 所W岩石在爆炸动载荷下的断裂特性及断裂初度是人们所关注的岩石动力学的核也问题 之一,其研究具有现实的应用意义。 对于金属材料的静态断裂初性化1C,JIC)的测试方法也已经比较成熟,常用的测 试方法有压痕法(IM),H点弯曲实验(S巧,紧凑拉伸实验(CT),并且有了国家标准。对于岩 石、混凝±等材料,许多学者进行了有益的尝试,也取得了很多有价值的成果。随着断裂力 学的发展,人们逐渐认识到,在考虑材料的强度时需要考虑材料的动态断裂参数。由于动态 问题需要考虑材料的惯性,求解断裂动力学问题极其困难,迄今尚无成熟的解决方法,目前 得到的有意义的理论解不多。有许多学者使用数值方法进行分析,在快速发展的计算机技 术的辅助下解决了许多困难问题,发展和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种爆炸载荷下I型裂纹动态断裂韧度测试方法,其特征在于,该爆炸载荷下I型裂纹动态断裂韧度测试方法利用带裂纹及炮孔的矩形板试样,通过炮孔放置雷管,并使爆炸产生压力,实现了对试样的冲击加载,将测得的应变信号通过平面应力问题的应力应变关系即公式转换为压力值,数据文件格式为文本文档,两列,一列为时间,一列为对应的应变值,得到压力时程曲线,代入有限元程序,在建立模型后,在炮孔表面添加边界条件,将上面的压力时程曲线作为荷载添加,使用位移外推法计算试样的动态应力强度因子,即根据I型裂纹近场的位移与应力强度因子的关系:uy(r0,+π)-uy(r0,-π)=8(1-ν2)KIEr02π...

【技术特征摘要】
1. 一种爆炸载荷下I型裂纹动态断裂韧度测试方法,其特征在于,该爆炸载荷 下I型裂纹动态断裂韧度测试方法利用带裂纹及炮孔的矩形板试样,通过炮孔放置雷 管,并使爆炸产生压力,实现了对试样的冲击加载,将测得的应变信号通过平面应力问 I档,两列,一列为时间,一列为对应的应变值,得到压力时程曲线,代入有限元程序,在建 立模型后,在炮孔表面添加边界条件,将上面的压力时程曲线作为荷载添加,使用位移 外推法计算试样的动态应力强度因子,即根据I型裂纹近场的位移与应力强度因子的进而通过上述公式得到应力强度因子与时间的曲线;再根据裂纹起裂时刻确定动态断裂韧 度。2. 如权利要求1所述的爆炸载荷下I型裂纹动态断裂韧度测试方法,其特征在于,该爆 炸载荷下I型裂纹动态断裂韧度测试方法包括以下步骤: 第一步,采用矩形板状试样,由水泥砂浆制成,r为炮孔半径,炮孔中心处放置雷管,配 合比为:水泥:沙=1 :3 ;试样尺寸为:a = 100mm,W = 200mm,H = 120mm, Wl = 250mm,r = 20mm,试件厚度B = 80mm,水泥砂浆试样的弹性模量E = 32GPa,泊松比v = 0 ;15,密度P ...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱哲明徐文涛肖定军
申请(专利权)人:四川大学
类型:发明
国别省市:四川;51

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