数字图像相关法测定岩石Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹应力强度因子 被引量：26

1

作者 代树红 马胜利 潘一山 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1362-1368,共7页

提出了一种通过数字图像相关方法测定岩石Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹尖端位置和应力强度因子的试验方法。试验通过数字图像相关方法测定裂纹尖端区域位移场数据,将位移场数据带入极坐标系下位移场方程,计算裂纹尖端位置和应力强度因子。试验结果表... 提出了一种通过数字图像相关方法测定岩石Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹尖端位置和应力强度因子的试验方法。试验通过数字图像相关方法测定裂纹尖端区域位移场数据,将位移场数据带入极坐标系下位移场方程,计算裂纹尖端位置和应力强度因子。试验结果表明:采用该方法可以准确的测定岩石Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹应力强度因子、裂纹尖端位置及裂纹扩展长度,解决了以往研究方法因不能准确测定裂纹尖端位置和扩展方向,而无法准确测定岩石应力强度因子的难题。 展开更多

关键词 数字图像相关方法 ⅰ-ⅱ复合型裂纹应力强度因子 裂纹扩展长度 岩石断裂

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Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝应力强度因子和应变能释放率的关系 被引量：7

2

作者 刘梦和 王向东 邵兵 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2012年第6期31-33,共3页

为了探究复合型裂缝的应力强度因子K和应变能释放率G的关系,基于最大应力准则,采用能量法对Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝的扩展进行理论分析。根据单一型裂缝应力强度因子和应变能释放率的关系,推导出Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝K与G的关系公式,利用Abaqus软件... 为了探究复合型裂缝的应力强度因子K和应变能释放率G的关系,基于最大应力准则,采用能量法对Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝的扩展进行理论分析。根据单一型裂缝应力强度因子和应变能释放率的关系,推导出Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝K与G的关系公式,利用Abaqus软件建立Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝的有限元模型,计算Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝的应力强度因子和应变能释放率,与推导公式的计算结果进行对比,二者误差仅为2.5%,验证了推导公式的合理性。 展开更多

关键词 ⅰ-ⅱ复合型裂缝 最大应力准则 应力强度因子 应变能释放率

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Ⅰ、Ⅱ型及复合型裂纹动态应力强度因子的有限元分析 被引量：5

3

作者 许泽建 李玉龙 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2006年第1期123-126,共4页

对含有预制裂纹的中心穿透裂纹板和三点弯曲试样在动态载荷作用下进行了有限元模拟。前者裂纹面与载荷作用方向的夹角取15°～90°之间的6种情况，后者按纯Ⅰ型和纯Ⅱ型两种方式进行加载。得到了Ⅰ型和Ⅱ型动态应力强度因子的... 对含有预制裂纹的中心穿透裂纹板和三点弯曲试样在动态载荷作用下进行了有限元模拟。前者裂纹面与载荷作用方向的夹角取15°～90°之间的6种情况，后者按纯Ⅰ型和纯Ⅱ型两种方式进行加载。得到了Ⅰ型和Ⅱ型动态应力强度因子的时间历程，并研究不同裂纹角对动态复合比的影响。结果表明：中心穿透裂纹板试样在15°和90°两种情况下KⅡ（t）和KⅠ（t）分剐占主导成分；45°时KⅠ（t）和KⅡ（t）基本相同；随着裂纹面与载荷夹角的增加KⅠ（t）呈增加趋势而KⅡ（t）呈先增加后减小趋势。三点弯曲试样按纯Ⅰ型加载时KⅡ（t）基本为零，按纯Ⅱ型加栽时KⅠ（t）幅值随时间而增加。 展开更多

关键词 复合型裂纹 动态应力强度因子 复合比Kⅱ/Kⅰ

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光弹性五参数法确定Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹应力强度因子 被引量：2

4

作者 张忠平 王锋会 +1 位作者 姜照汉 孙强 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第3期80-86,共7页

在考虑远场非奇异应力σox、σoy、τ0 影响的基础上 ,建立了 - 混合型裂纹应力强度因子与等差线条纹上点的极坐标间的非线性方程 ,为通过该方程确定应力强度因子 ,将θ=0及θ=π/2两极轴与三等差线条纹交点的坐标先后代入方程 ,并利... 在考虑远场非奇异应力σox、σoy、τ0 影响的基础上 ,建立了 - 混合型裂纹应力强度因子与等差线条纹上点的极坐标间的非线性方程 ,为通过该方程确定应力强度因子 ,将θ=0及θ=π/2两极轴与三等差线条纹交点的坐标先后代入方程 ,并利用差分法得到了一种光弹性法确定 - 混合型裂纹应力强度因子的五参数法。作为实例 ,本文测定了环氧树脂及聚碳酸脂在不同载荷、不同裂纹条件下的应力强度因子 ,并将所得结果与相应的理论计算值及三参数法的结果进行了比较 ,发现本文提出的五参数法确定 - 混合型裂纹应力强度因子的方法 ,充分反映了远场非奇异应力的影响 。 展开更多

关键词 光弹性 ⅰ-ⅱ混合型裂纹 远场非奇异应力 应力强度因子 五参数法 差分法

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复合型裂纹扩展的主应力因子模型及Ⅰ-Ⅲ复合型裂纹扩展 被引量：4

5

作者 田常海 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期84-89,共6页

以垂直于裂纹扩展径向平面上的主应力σ1及极径r的组合量 2πrσ1作为主应力因子 σ1,提出了主应力因子下的复合型裂纹扩展的断裂准则及静态断裂模型 ,在此基础上 ,推导了考虑裂纹闭合的扩展速率公式 ,进行了Ⅰ Ⅲ复合型裂纹扩展试验 ... 以垂直于裂纹扩展径向平面上的主应力σ1及极径r的组合量 2πrσ1作为主应力因子 σ1,提出了主应力因子下的复合型裂纹扩展的断裂准则及静态断裂模型 ,在此基础上 ,推导了考虑裂纹闭合的扩展速率公式 ,进行了Ⅰ Ⅲ复合型裂纹扩展试验 ,并对断口作了扫描电镜观察分析 ,试验表明 展开更多

关键词 复合型裂纹 ⅰ-Ⅲ复合型裂纹 裂纹扩展 主应力因子 扫描电镜分析 断裂准则

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基于Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹破坏模式的条带矿柱破坏宽度研究

6

作者 施耀斌 叶义成 +3 位作者 刘艳章 王其虎 岳哲 夏张琦 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期888-895,共8页

采用条带法进行地下开采时,条带矿柱的裂纹扩展导致了矿柱的最终破坏,且裂纹多表现为Ⅰ型裂纹与Ⅱ型裂纹复合扩展破坏特征。根据采场矿柱受力条件,确定条带矿柱受两侧采场空区影响时矿柱内Ⅰ-П复合型裂纹尖端的Westergaard应力函数,采... 采用条带法进行地下开采时,条带矿柱的裂纹扩展导致了矿柱的最终破坏,且裂纹多表现为Ⅰ型裂纹与Ⅱ型裂纹复合扩展破坏特征。根据采场矿柱受力条件,确定条带矿柱受两侧采场空区影响时矿柱内Ⅰ-П复合型裂纹尖端的Westergaard应力函数,采用HoekBrown强度准则计算采场作业面围岩破坏区的边界条件,建立了矿柱破坏宽度计算模型。以上横山页岩矿床为研究对象,采用物理相似模拟试验,模拟条带法回采某盘区3个试验区段,利用DIP法分析受地应力及回采扰动作用下矿柱的裂纹发育特征,验证模型的有效性。结果表明,条带及其条带矿柱均为15 m等设计参数条件下,计算模型矿柱破坏宽度理论值分别为17.66 m、15.56 m和10.28 m,试验模拟结果分别为完全大于15 m、约为15 m和10.5~11.0 m,试验结果与依据模型计算的理论值相近。 展开更多

关键词 安全工程 条带法 矿柱 破坏宽度 ⅰ-ⅱ复合型裂纹 HOEK-BROWN强度准则 DIP

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类岩石脆性材料非闭合裂纹的Ⅰ–Ⅱ压剪复合型断裂准则研究 被引量：14

7

作者 李部 黄润秋 吴礼舟 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期662-668,共7页

实际工程中,结构体裂纹常处于拉剪和压剪复合受力状态,研究适合于复合型裂纹的断裂准则和裂纹扩展机理具有重要的理论意义和实用价值。以Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹为研究对象,基于线弹性理论,在考虑裂纹几何特征及受力形式的基础上,系统介绍了裂... 实际工程中,结构体裂纹常处于拉剪和压剪复合受力状态,研究适合于复合型裂纹的断裂准则和裂纹扩展机理具有重要的理论意义和实用价值。以Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹为研究对象,基于线弹性理论,在考虑裂纹几何特征及受力形式的基础上,系统介绍了裂纹应力强度因子(SIF)的理论解。提出了适用于Ⅱ型断裂的径向剪应力准则和双剪应力准则。对于Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹,提出用等效Ⅰ、Ⅱ型SIF比值与Ⅰ、Ⅱ型断裂韧度比值的关系判定裂纹断裂类型,并分别选择适合于Ⅰ、Ⅱ型断裂的断裂准则,计算了裂纹断裂扩展理论角度。理论断裂角与预制非闭合裂纹类岩石脆性材料压剪断裂试验结果符合得较好。 展开更多

关键词 非闭合裂纹 ⅰ-ⅱ复合型断裂 应力强度因子 准则

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Ⅰ-Ⅱ复合型尖V形切口脆断准则 被引量：9

8

作者 梁拥成 郭万林 +1 位作者 刘一华 刘小妹 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期403-409,共7页

基于最大周向应力和Seweryn-Novozhilov准则,用线弹性奇异应力场,给出Ⅰ-Ⅱ复合型尖V形切口的脆性断裂准则;并把裂纹作为切口张角为零的V形切口,这样就把V形切口问题与裂纹问题的断裂准则统一起来.为了验证该准则,本文采用有机玻璃板材... 基于最大周向应力和Seweryn-Novozhilov准则,用线弹性奇异应力场,给出Ⅰ-Ⅱ复合型尖V形切口的脆性断裂准则;并把裂纹作为切口张角为零的V形切口,这样就把V形切口问题与裂纹问题的断裂准则统一起来.为了验证该准则,本文采用有机玻璃板材加工多种V形切口试件进行了拉伸实验;同时,应用该准则对文献[16]中复合载荷下双边切口试件进行了起裂方向和临界载荷预测,并与其实验结果相比较.结果表明,本文所给出的Ⅰ-Ⅱ复合型尖V形切口脆性断裂准则与实验是相吻合的,适合于实际工程应用。 展开更多

关键词 ⅰ-ⅱ复合型 脆断准则 V形切口 切口强度因子 实验验证

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Ⅰ-Ⅲ复合型裂纹疲劳扩展门槛值 被引量：5

9

作者 田常海 任明法 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2004年第z1期180-183,共4页

以垂直于裂纹扩展径向平面上的主应力σ1 及极径r的组合量 2πr·σ1 为主应力强度因子 σ1 ,提出主应力强度因子下的复合型裂纹初始扩展准则及扩展的静态断裂模型 ,在此基础上推导复合型裂纹的门槛值方程和裂纹面扭转角公式及裂... 以垂直于裂纹扩展径向平面上的主应力σ1 及极径r的组合量 2πr·σ1 为主应力强度因子 σ1 ,提出主应力强度因子下的复合型裂纹初始扩展准则及扩展的静态断裂模型 ,在此基础上推导复合型裂纹的门槛值方程和裂纹面扭转角公式及裂纹扩展速率公式 ,定义复合型裂纹的理论门槛值 ,进行Ⅰ Ⅲ复合型裂纹扩展试验。试验表明 。 展开更多

关键词 门槛值 ⅰ-Ⅲ复合型裂纹 主应力因子 静态断裂模型 疲劳扩展 扩展速率试验

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复合型裂缝应力强度因子与能量释放率的关系 被引量：2

10

作者 吴京 王向东 朱小婷 《济南大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第6期425-428,共4页

基于断裂力学理论和最大应力准则,结合单一型裂缝应力强度因子K与能量释放率G之间的关系和能量法,推导出Ⅱ-Ⅲ复合型裂缝K与G的关系公式;通过有限元软件对Ⅱ-Ⅲ复合型裂缝进行模拟,计算出Ⅱ-Ⅲ复合型裂缝的应力强度因子和能量释放率。... 基于断裂力学理论和最大应力准则,结合单一型裂缝应力强度因子K与能量释放率G之间的关系和能量法,推导出Ⅱ-Ⅲ复合型裂缝K与G的关系公式;通过有限元软件对Ⅱ-Ⅲ复合型裂缝进行模拟,计算出Ⅱ-Ⅲ复合型裂缝的应力强度因子和能量释放率。模拟值与理论值之间的相对误差为4.44﹪,在允许范围内,验证了公式的合理性。 展开更多

关键词 ⅱ-Ⅲ复合型裂缝 应力强度因子 能量释放率

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Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝断裂角剪滞方法 被引量：1

11

作者 刘永光 李忠献 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期118-125,共8页

建立了混凝土等准脆性材料的Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝在单向拉伸荷载作用下断裂角的修正剪滞模型,得到了与试验相吻合且优于传统S判据的断裂角．合理简化了复合型裂缝试样的力学边界条件,得到了裂缝体各剪滞子层位移分布函数的解析表达式．引用... 建立了混凝土等准脆性材料的Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝在单向拉伸荷载作用下断裂角的修正剪滞模型,得到了与试验相吻合且优于传统S判据的断裂角．合理简化了复合型裂缝试样的力学边界条件,得到了裂缝体各剪滞子层位移分布函数的解析表达式．引用一种所谓的最大应力集中因子的概念,对Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝前缘应力场进行了简化描述．得到了复合裂缝断裂角的解析解．根据斜裂缝体的应力分布概况,设置不同的子层分区,得到了更为细化的子层位移分布模式．通过对计算数据的分析,提出了合理的按应力场分区设置子层的剪滞分析模型,从而得到了更为精确的斜裂缝断裂角．新方法的计算结果与试验结果除个别外的相对误差小于4％,均小于S判据,显示算法的卓越性． 展开更多

关键词 剪滞理论 混凝土 断裂角 ⅰ-ⅱ复合型裂缝 应力集中因子

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热疲劳斜裂纹应力强度因子有限元分析 被引量：4

12

作者 闫明 张义民 +1 位作者 何雪 李鹤 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期720-723,共4页

用有限元方法和最大周向应力准则计算了热疲劳斜裂纹的应力强度因子和开裂角的周期变化规律.计算表明:在加热过程中,模型内产生压缩热应力,使两裂纹面相互挤压、错开;由于加热过程生成的压缩塑性变形不能自由恢复,在降温过程的后期产生... 用有限元方法和最大周向应力准则计算了热疲劳斜裂纹的应力强度因子和开裂角的周期变化规律.计算表明:在加热过程中,模型内产生压缩热应力,使两裂纹面相互挤压、错开;由于加热过程生成的压缩塑性变形不能自由恢复,在降温过程的后期产生拉应力使裂纹张开;热疲劳斜裂纹在加热过程以及降温过程的前期是纯Ⅱ型,KⅡ在加热过程结束时达到最大值,在降温过程的后期是Ⅰ,Ⅱ复合型,降温过程结束时KⅠ,Ke达到最大值,裂纹在此时最易开裂. 展开更多

关键词 斜裂纹 热疲劳 应力强度因子 ⅰ-ⅱ复合型裂纹 最大周向应力准则

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CTS试样偏折裂纹应力强度因子研究（英文） 被引量：1

13

作者 黄如旭 万正权 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期1527-1539,共13页

采用CTS试样研究Ⅰ/Ⅱ混合型断裂特性计算裂纹前缘应力强度因子时可采用解析公式,一旦裂纹发生扩展,解析公式便不再适用。文中采用有限元法研究紧凑拉伸剪切(CTS)试样在Ⅰ/Ⅱ平面混合型加载下的裂纹扩展行为。采用ANSYS建立CTS试样Ⅰ/... 采用CTS试样研究Ⅰ/Ⅱ混合型断裂特性计算裂纹前缘应力强度因子时可采用解析公式,一旦裂纹发生扩展,解析公式便不再适用。文中采用有限元法研究紧凑拉伸剪切(CTS)试样在Ⅰ/Ⅱ平面混合型加载下的裂纹扩展行为。采用ANSYS建立CTS试样Ⅰ/Ⅱ混合型测试系统有限元模型,为模拟真实受力状态,在CTS试样—销—扇型夹具以及扇型夹具—销—U型夹具之间分别建立接触对进行接触力学分析。通过与解析公式结果进行对比验证了该数值方法的可靠性,采用最大环向应力准则(MTS),模拟了CTS试样不同加载角度下的裂纹扩展路径,获得了裂纹扩展路径中应力强度因子随裂纹长度的变化曲线,解释了裂纹扩展路径不与外载荷方向垂直的原因,并给出了CTS试样偏折裂纹应力强度因子解析公式。 展开更多

关键词 断裂 ⅰ/ⅱ混合型 紧凑拉伸剪切试样 裂纹扩展路径 应力强度因子

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空间复合型裂纹的性能参数 被引量：4

14

作者 邵兵 王向东 刘梦和 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2012年第5期52-55,共4页

为了进行空间复合型裂纹的应力强度因子K与应变能释放率G的关系研究,应用断裂力学理论,基于最大主应变准则对Ⅰ型裂纹、Ⅲ型裂纹以及空间复合型裂纹的扩展进行理论分析,应用主应变下的空间复合型裂纹开裂断裂准则推导出Ⅰ-Ⅲ复合型裂纹K... 为了进行空间复合型裂纹的应力强度因子K与应变能释放率G的关系研究,应用断裂力学理论,基于最大主应变准则对Ⅰ型裂纹、Ⅲ型裂纹以及空间复合型裂纹的扩展进行理论分析,应用主应变下的空间复合型裂纹开裂断裂准则推导出Ⅰ-Ⅲ复合型裂纹K与G的关系式,并利用有限元软件ANSYS对关系式进行验证。结果表明,该关系式计算结果与有限元软件的计算结果吻合较好,相对误差在允许范围内。 展开更多

关键词 最大主应变准则 应力强度因子 应变能释放率 ⅰ-Ⅲ复合型裂纹

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I-II复合型裂缝断裂角的分层剪滞模型与分析 被引量：1

15

作者 李忠献 刘永光 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期283-290,共8页

采用修正的剪滞理论建立了岩石、混凝土等准脆性材料的I-II复合型裂缝在单向拉伸荷载作用下的计算模型,得到了与实验相吻合且优于传统S判据的断裂角。通过对远场应力、斜裂缝区应力以及子层位移的合理简化,得到了求解剪滞分析模型的边... 采用修正的剪滞理论建立了岩石、混凝土等准脆性材料的I-II复合型裂缝在单向拉伸荷载作用下的计算模型,得到了与实验相吻合且优于传统S判据的断裂角。通过对远场应力、斜裂缝区应力以及子层位移的合理简化,得到了求解剪滞分析模型的边界条件,进而得到了含斜裂缝的各子层位移分布函数。引入最大应力集中因子,对I-II复合型裂缝前缘应力场进行简化;基于斜裂缝沿最大应力集中因子方向扩展,得到裂缝的断裂角。根据斜裂缝的应力分布,设置不同的子层分区,得到了更为细化的位移分布模式。通过对计算数据的分析,针对单向拉伸荷载作用下的I-II复合型裂缝,建立了按应力场分区设置子层的分层剪滞模型,得到更为精确的斜裂缝断裂角。 展开更多

关键词 ⅰ-ⅱ复合型裂缝 斜裂缝 断裂角 分层剪滞模型 单向拉伸 应力集中因子

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八次对称二维准晶Ⅱ型单边裂纹的动力学问题 被引量：10

16

作者 马晴 王桂霞 李联和 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2018年第10期1180-1188,共9页

依据准晶弹性-流体动力学模型,采用有限差分方法,探讨了八次对称二维准晶Ⅱ型单边裂纹的动力学问题.首先分析了相同载荷的不同加载时间、不同的加载位置以及不同的试样尺寸对裂纹尖端处声子场应力强度因子的影响;其次分析了不同的声子... 依据准晶弹性-流体动力学模型,采用有限差分方法,探讨了八次对称二维准晶Ⅱ型单边裂纹的动力学问题.首先分析了相同载荷的不同加载时间、不同的加载位置以及不同的试样尺寸对裂纹尖端处声子场应力强度因子的影响;其次分析了不同的声子场相位子场耦合弹性常数对相位子场位移分量的影响;最后分析了板端加载与裂纹面加载对动态应力强度因子的影响.计算结果表明:大小相同的脉冲载荷,加载的时间越长,无量纲化的应力强度因子越大,其曲线逐渐趋近于阶跃载荷下的曲线;试样宽度越宽,应力强度因子由零到非零需要的时间越长,无量纲化的应力强度因子值越小,说明应力强度因子与试样的尺寸有关系;声子场相位子场耦合弹性常数越大相位子场的位移分量也越大,这是因为相位子场的边界没有载荷,相位子场位移的作用力来自声子场,声子场起主导作用;而裂纹面加载和板端加载是不等价的,前者的无量纲化应力强度因子的变化幅度比后者大,这与板端加载更容易导致材料断裂的事实相一致. 展开更多

关键词 弹性-流体动力学模型 有限差分格式 ⅱ型裂纹 应力强度因子

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HTPB推进剂低温裂纹扩展特性试验研究 被引量：5

17

作者 常新龙 龙兵 +2 位作者 胡宽 方鹏亚 赖建伟 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期86-89,106,共5页

使用中间穿透型平板裂纹试件开展不同温度下Ⅰ-型裂纹扩展试验,研究了温度对HTPB推进剂裂纹扩展特性的影响。使用改进割线法计算了不同温度下推进剂的裂纹扩展速率,得到了其裂纹扩展阻力曲线,并对裂纹扩展速率与Ⅰ-型应力强度因子进行... 使用中间穿透型平板裂纹试件开展不同温度下Ⅰ-型裂纹扩展试验,研究了温度对HTPB推进剂裂纹扩展特性的影响。使用改进割线法计算了不同温度下推进剂的裂纹扩展速率,得到了其裂纹扩展阻力曲线,并对裂纹扩展速率与Ⅰ-型应力强度因子进行了回归分析。研究结果表明,在低温下推进剂的裂纹扩展速率比常温时要大,温度越低,裂纹开始扩展的时间越短。不同温度下推进剂的裂纹扩展速率与Ⅰ-型应力强度因子都满足幂函数关系。 展开更多

关键词 HTPB推进剂 裂纹扩展速率 低温 ⅰ-型应力强度因子 裂纹扩展阻力曲线

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