分布载荷加载下中心直裂纹巴西圆盘的断裂参数研究 被引量：1

1

作者 刘建 乔兰 +2 位作者 李庆文 李远 赵国彦 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期2987-2996,3007,共11页

为研究分布载荷加载对中心直裂纹巴西圆盘试样断裂参数的影响,综合运用复变函数理论及权函数方法,在推导出5种形式分布载荷加载下中心直裂纹巴西圆盘(简称CCBD)试样的任意I-II型断裂参数解析解的基础上探究接触载荷分布形式及分布角度对... 为研究分布载荷加载对中心直裂纹巴西圆盘试样断裂参数的影响,综合运用复变函数理论及权函数方法,在推导出5种形式分布载荷加载下中心直裂纹巴西圆盘(简称CCBD)试样的任意I-II型断裂参数解析解的基础上探究接触载荷分布形式及分布角度对I、II型应力强度因子及T应力的影响。研究结果表明:当接触载荷的分布角度及裂纹相对长度较大时,接触载荷的分布形式对几何参数YI、YII及T^(*)的影响较显著;纯I型断裂的YI、T^(*)及纯II型断裂的YII均随接触载荷分布角度的增大而减小,而纯II型断裂的T^(*)却随接触角度的增大而增大;当接触载荷形式为常数函数时,载荷分布角度对几何参数的影响最大,而四次函数下,载荷分布角度对几何参数的影响相对最小;纯II型断裂角度受接触载荷分布形式及分布角度影响较小,而中心裂纹相对长度对其影响较显著。 展开更多

关键词 分布载荷 中心直裂纹巴西圆盘 应力强度因子 T应力 解析解

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基于颗粒流的直切槽式巴西圆盘裂纹扩展分析 被引量：8

2

作者 邓清海 巩林贤 +3 位作者 马凤山 薛永强 耿许可 胡善祥 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期402-409,共8页

利用颗粒流程序(PFC)对直切槽式圆盘试样进行巴西试验模拟,分析了不同的裂隙倾角和裂隙长度对直切槽式圆盘试样裂纹扩展规律的影响。根据起裂位置的不同,主裂纹可分为从裂隙尖端萌生的Ⅰ型主裂纹和从裂隙尖端一定距离处萌生的Ⅱ型主裂纹... 利用颗粒流程序(PFC)对直切槽式圆盘试样进行巴西试验模拟,分析了不同的裂隙倾角和裂隙长度对直切槽式圆盘试样裂纹扩展规律的影响。根据起裂位置的不同,主裂纹可分为从裂隙尖端萌生的Ⅰ型主裂纹和从裂隙尖端一定距离处萌生的Ⅱ型主裂纹;次生裂纹可分为从加载点附近萌生的Ⅰ型次生裂纹和从远离加载点的一侧萌生的Ⅱ型次生裂纹。当裂隙长度保持不变而增大裂隙倾角时,主裂纹从Ⅰ型过渡为Ⅱ型,次生裂纹则从Ⅰ型转变为Ⅰ型和Ⅱ型共存,最后又变为Ⅰ型。当裂隙角度保持不变而增大裂隙长度时,主裂纹保持不变,次生裂纹则由Ⅰ型逐渐过渡为Ⅰ型和Ⅱ型共存。另外,当径向应力达到峰值应力之后,试样内会有大量的微裂纹萌生、扩展,造成了圆盘试样的破坏。从力链和能量角度来看,巴西圆盘试样的破裂过程是试样内部拉应力集中产生的颗粒间黏结破裂以及应变能释放的过程。 展开更多

关键词 巴西试验 直切槽式圆盘 裂纹扩展 颗粒流程序

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圆孔内单边(或双边)裂纹平台巴西圆盘应力强度因子的全面标定 被引量：9

3

作者 周妍 张财贵 +1 位作者 杨井瑞 王启智 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2015年第1期16-30,共15页

虽然径向压缩含内单边裂纹的圆环型试样已有学者进行了分析,但在该试样上增加有益于加载的平台,就形成了新的试样——圆孔内单边裂纹平台巴西圆盘(holed single cracked flattened Brazilian disc,HSCFBD),并对其进行了研究.此外,对圆孔... 虽然径向压缩含内单边裂纹的圆环型试样已有学者进行了分析,但在该试样上增加有益于加载的平台,就形成了新的试样——圆孔内单边裂纹平台巴西圆盘(holed single cracked flattened Brazilian disc,HSCFBD),并对其进行了研究.此外,对圆孔内(双边)裂纹平台巴西圆盘(holed cracked flattened Brazilian disc,HCFBD)做了进一步研究.通过有限元分析,对含有不同内外半径比、无量纲裂纹长度、平台角的HSCFBD和HCFBD的无量纲应力强度因子Y进行了全面标定,给出Y的曲线和拟合公式,拟合公式计算结果与数值标定结果相对误差在±1.39%以内.分析了试件形状参数对应力强度因子的影响:内外半径比越大,平台角越小,无量纲应力强度因子越大.根据应力强度因子的变化规律,推荐了适合测试Ⅰ型断裂韧度的HSCFBD和HCFBD的参数.进行了HCFBD的初步试验,还用国际岩石力学学会建议的人字形切槽巴西圆盘做了对比试验. 展开更多

关键词 圆孔内(双边)裂纹平台巴西圆盘(HCFBD) 圆孔内单边裂纹平台巴西圆盘(HSCFBD) 无量纲应力强度因子 有限元分析 拟合公式

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中心裂纹巴西圆盘压缩载荷下T应力研究 被引量：7

4

作者 李一凡 董世明 华文 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期3191-3196,共6页

为了研究中心裂纹巴西圆盘试件在压缩载荷作用下T应力的解析计算方法,通过权函数法推导出集中载荷作用下T应力的显式表达式,进而得到分布载荷作用下的T应力表达式。与边界配位法进行对比,所得公式优点在于任意相对裂纹长度和任意加载角... 为了研究中心裂纹巴西圆盘试件在压缩载荷作用下T应力的解析计算方法,通过权函数法推导出集中载荷作用下T应力的显式表达式,进而得到分布载荷作用下的T应力表达式。与边界配位法进行对比,所得公式优点在于任意相对裂纹长度和任意加载角下的T应力值都能较容易的精确得到。进一步分析表明,分布载荷与集中载荷作用下T应力的偏差随着载荷分布角的增加而增加。集中载荷作用下,相对裂纹长度固定时,T应力随着加载角的增大而增大。中心裂纹巴西圆盘纯I型与纯II型断裂试验时,大多数情况下的T应力都为负值。T应力值对中心裂纹巴西圆盘测定断裂韧度试验有影响,想要通过使T应力为0来消除这种影响是很难达到目的的。 展开更多

关键词 中心裂纹巴西圆盘 权函数法 T应力 解析解

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混凝土直切槽平台巴西圆盘冲击劈裂拉伸断裂特性试验和数值模拟研究 被引量：7

5

作者 张华 郑凯 王雷 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第17期149-155,204,共8页

采用变截面霍普金森压杆(SHPB),对高速冲击荷载下混凝土的断裂特性和裂纹演化进程进行了研究。对含复合型裂纹直切槽平台巴西圆盘(CSTFBD)进行劈裂拉伸试验,并结合理论研究了不同水灰比、不同应变率、不同预设裂纹长度和倾角对裂纹分布... 采用变截面霍普金森压杆(SHPB),对高速冲击荷载下混凝土的断裂特性和裂纹演化进程进行了研究。对含复合型裂纹直切槽平台巴西圆盘(CSTFBD)进行劈裂拉伸试验,并结合理论研究了不同水灰比、不同应变率、不同预设裂纹长度和倾角对裂纹分布及断裂韧性的影响;采用扩展有限单元法(XFEM)模拟了具有不同预设裂纹倾角试件的开裂进程,得出开裂过程中试件内部的应力分布情况。结果表明,复合断裂韧性比对预制裂纹倾角的变化敏感,与裂纹长度和倾角呈负相关,而与应变率无关;次生裂纹的开裂并非发生在预设裂尖处,且裂纹倾角越大,裂尖应力集中越小、主裂纹发展越缓慢。 展开更多

关键词 直切槽平台巴西圆盘(CSTFBD) 混凝土 霍普金森压杆(SHPB) 断裂韧性 裂纹扩展 扩展有限元(XFEM)

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中心直裂纹半圆盘试样的石灰岩断裂韧度尺寸效应试验研究 被引量：18

6

作者 张盛 王龙飞 +3 位作者 常旭 王东坤 王小良 乔洋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1740-1749,1760,共11页

为了考察试样尺寸和预制裂缝长度对岩石断裂韧度测试值的影响,采用4种圆盘半径分别为25.0、37.5、50.0、75.0 mm,预制裂缝长度与圆盘试样半径比值(无量纲裂缝长度)在0.3～0.7范围内的中心直裂纹半圆盘石灰岩试样(NSCB)进行了三点弯曲断... 为了考察试样尺寸和预制裂缝长度对岩石断裂韧度测试值的影响,采用4种圆盘半径分别为25.0、37.5、50.0、75.0 mm,预制裂缝长度与圆盘试样半径比值(无量纲裂缝长度)在0.3～0.7范围内的中心直裂纹半圆盘石灰岩试样(NSCB)进行了三点弯曲断裂试验。结果表明:NSCB试样的破坏过程表现出明显的"脆性"破坏特征。与预制裂缝长度相比,试样尺寸对峰值载荷和载荷-位移曲线的形态影响更显著;随着试样尺寸的增加,试样的断裂韧度测试值不断增加,增加幅度随着预制裂缝长度的增加而加剧;当试样尺寸一定时,随着无量纲裂缝长度的增加,断裂韧度测试值有一定程度降低;为减小尺寸效应的影响,建议采用圆盘半径大于37.5 mm,无量纲预制裂缝长度范围在0.4～0.6内的NSCB试样测试岩石的断裂韧度。所得结果为推广NSCB试样国际建议方法及准确测试岩石的断裂韧度提供了一定的参考。 展开更多

关键词 预制裂缝长度 试样尺寸 岩石断裂韧度 中心直裂纹半圆盘试样(NSCB)

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基于颗粒流的带中心孔巴西圆盘试样裂纹扩展分析 被引量：2

7

作者 邓清海 巩林贤 +2 位作者 薛永强 耿许可 胡善祥 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第6期869-875,共7页

为研究带中心孔巴西圆盘的劈裂过程,利用颗粒流法分析不同孔径的带中心孔巴西圆盘的裂纹扩展规律和机理。结果表明,不同孔径的巴西圆盘断裂模式有一定差异,主裂纹均从孔洞在加载方向的两端萌生并沿加载方向扩展。当中心孔径较小时,次生... 为研究带中心孔巴西圆盘的劈裂过程,利用颗粒流法分析不同孔径的带中心孔巴西圆盘的裂纹扩展规律和机理。结果表明,不同孔径的巴西圆盘断裂模式有一定差异,主裂纹均从孔洞在加载方向的两端萌生并沿加载方向扩展。当中心孔径较小时,次生裂纹从加载点附近萌生并与主裂纹发生连通作用,圆盘试样破裂分成两半;当中心孔径较大时,次生裂纹从加载点的一侧萌生并向中心孔方向扩展,圆盘试样劈裂成4块。带中心孔巴西圆盘的劈裂过程可分为弹性变形阶段、主裂纹的萌生和稳定扩展阶段、主裂纹的扩展失稳阶段和次生裂纹扩展失稳阶段等4个阶段。从应力场角度来看,巴西圆盘的劈裂过程是拉应力集中区不断转移并产生新的微拉裂纹,大量微裂纹萌生、扩展和贯通形成宏观裂隙的过程。从能量角度来看,巴西圆盘的劈裂破坏过程是岩石从受荷初期应变能不断积累,到达峰值强度后应变能瞬时释放并伴随耗散能急剧增加的过程。 展开更多

关键词 巴西试验 带中心孔巴西圆盘 裂纹扩展 颗粒流程序

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用圆孔内单边裂纹平台巴西圆盘和实验-数值-解析法确定砂岩的动态起裂和扩展韧度 被引量：5

8

作者 周妍 张财贵 王启智 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期37-47,共11页

在I型(张开型)动态断裂实验中,利用大直径(?100 mm)分离式霍普金森压杆径向冲击圆孔内单边裂纹平台巴西圆盘试样。考虑了材料惯性效应和裂纹扩展速度对动态应力强度因子的影响,用实验-数值-解析法确定了高加载率和高裂纹扩展速度情况下... 在I型(张开型)动态断裂实验中,利用大直径(?100 mm)分离式霍普金森压杆径向冲击圆孔内单边裂纹平台巴西圆盘试样。考虑了材料惯性效应和裂纹扩展速度对动态应力强度因子的影响,用实验-数值-解析法确定了高加载率和高裂纹扩展速度情况下,砂岩的动态起裂韧度和动态扩展韧度。由动态实验获取试样的动荷载历程,采用裂纹扩展计(Crack Propagation Gauge,CPG)测定试样断裂时刻和裂纹扩展速度,获得裂纹扩展速度对应的普适函数值。然后将动荷载历程带入到有限元软件中进行动态数值模拟,求出静止裂纹的动态应力强度因子历程,再用普适函数值对其进行近似修正。最后根据试样的起裂时刻和穿过CPG中点的时刻,由相应的动态应力强度因子历程分别确定砂岩的动态起裂和动态扩展韧度,它们分别随动态加载率和裂纹扩展速度的提高而增加。 展开更多

关键词 圆孔内单边裂纹平台巴西圆盘 实验-数值-解析法 动态起裂韧度 动态扩展韧度 裂纹扩展计 普适函数

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中心直裂纹圆盘无量纲应力强度因子获取精度研究 被引量：5

9

作者 周北明 张明明 高原 《人民长江》 北大核心 2017年第20期101-106,共6页

岩石断裂韧性是岩石抵抗裂纹扩展能力的表征,而无量纲应力强度因子是计算断裂韧性的关键参数,目前众多国内外学者采用Atkinson给出的中心裂纹圆盘试件的近似公式获取中心直裂纹圆盘的无量纲应力强度因子。对Atkinson给出的无量纲应力强... 岩石断裂韧性是岩石抵抗裂纹扩展能力的表征,而无量纲应力强度因子是计算断裂韧性的关键参数,目前众多国内外学者采用Atkinson给出的中心裂纹圆盘试件的近似公式获取中心直裂纹圆盘的无量纲应力强度因子。对Atkinson给出的无量纲应力强度因子近似公式及中心裂纹圆盘试件的级数解精度进行了研究,并给出了较广范围的产生纯Ⅱ型裂纹加载条件,还采用有限元方法标定了不同预制裂纹宽度时中心直裂纹圆盘Ⅰ型裂纹的无量纲应力强度因子。分析结果表明:YⅠ随着相对裂纹宽度增大逐渐减小,且当相对裂纹宽度大于0.01后,YⅠ变化幅度逐渐减小;不同裂纹宽度条件下,YⅠ随加载角变化的规律相同。当裂纹宽度仅为0.1 mm时,其无量纲应力强度因子解析解与数值解会产生很大偏差,因此在断裂韧性测试中应根据实测的裂纹宽度对无量纲应力强度因子进行标定。 展开更多

关键词 中心直裂纹圆盘试件 应力强度因子 岩石断裂韧性 临界加载角 数值标定

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数值模拟带裂纹中心开孔巴西圆盘的K因子公式 被引量：1

10

作者 杨乐乐 巫绪涛 +1 位作者 杨旺 仰涛 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第2期243-246,266,共5页

文章采用有限元方法对纯Ⅰ型单边裂纹及双边裂纹的中心开孔巴西圆盘应力强度因子(K因子)进行了数值模拟,运用量纲分析法,在大量算例的基础上总结其规律,拟合出纯Ⅰ型的K因子公式。该公式具有试样不受尺寸大小限制、适用范围广、精确度... 文章采用有限元方法对纯Ⅰ型单边裂纹及双边裂纹的中心开孔巴西圆盘应力强度因子(K因子)进行了数值模拟,运用量纲分析法,在大量算例的基础上总结其规律,拟合出纯Ⅰ型的K因子公式。该公式具有试样不受尺寸大小限制、适用范围广、精确度高等优点。在单边裂纹及双边裂纹的中心开孔巴西圆盘纯Ⅰ型试验中,当相对裂纹长度a/(R-r)为0.10～0.80,内外圆半径比a/R为0.05～0.60,拟合公式求得的数值和有限元模拟得到的数值误差在3%以内。通过对比相同条件下,双、单边裂纹中心开孔巴西圆盘K因子之间的比值关系,分析了单、双边裂纹相对长度及内外圆半径比对中心开孔巴西圆盘K因子影响的相对大小。 展开更多

关键词 含裂纹中心开孔巴西圆盘 K因子 纯Ⅰ型开裂 数值模拟 相互作用积分法

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平台巴西圆盘复合型加载下T应力计算法

11

作者 李一凡 董世明 李念斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期645-650,共6页

平台巴西圆盘(CFBD)具有避免加载点处应力集中、保证破坏由预制裂纹尖端处起始的优点,成为研究脆性材料断裂性能的常用试件之一。最近的研究发现,T应力也会影响材料断裂性能,但平台巴西圆盘并没有计算T应力的解析公式。使用解析分析与... 平台巴西圆盘(CFBD)具有避免加载点处应力集中、保证破坏由预制裂纹尖端处起始的优点,成为研究脆性材料断裂性能的常用试件之一。最近的研究发现,T应力也会影响材料断裂性能,但平台巴西圆盘并没有计算T应力的解析公式。使用解析分析与有限元数值分析相结合的方法,对复合型加载条件下平台巴西圆盘试件的T应力进行了计算,并对误差进行了系统的分析。结果表明,在一定载荷分布角内相对裂纹长度?≤0.65时,不管是纯I、纯II还是复合型加载条件下平台巴西圆盘计算的T应力都可以用中心裂纹巴西圆盘均布载荷下T应力计算公式来计算;T应力相对误差随着相对裂纹长度的增加而增加。 展开更多

关键词 平台巴西圆盘 T应力 复合型裂纹 数值分析

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一类非均布载荷下中心裂纹圆盘T应力分析 被引量：2

12

作者 彭凡 董世明 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2018年第7期766-775,共10页

实际结构中,岩石常承受非均布载荷作用;并且试验中,集中力作用下往往会存在微小的分布角,这一载荷分布也是非均匀分布的.基于此类情况提出一类非均布载荷,这种载荷为三角函数形式,在分布角的中间压力最大,然后向两边逐渐减小直至为0.运... 实际结构中,岩石常承受非均布载荷作用;并且试验中,集中力作用下往往会存在微小的分布角,这一载荷分布也是非均匀分布的.基于此类情况提出一类非均布载荷,这种载荷为三角函数形式,在分布角的中间压力最大,然后向两边逐渐减小直至为0.运用径向集中压力下中心裂纹巴西圆盘T应力解析公式,在分布角范围内积分获得这类非均布载荷下试件的T应力解析解,并同时进行有限元分析获得数值解.通过比较这两种结果,发现二者非常吻合,相互验证了各自分析的正确性.此外,与均布力作用相比,同等条件下此类非均布载荷作用的无量纲T应力值更接近集中力作用的值,而且两者的数值误差相当小.进一步论证了实际试验中采用集中力加载的T应力公式是正确与合理的. 展开更多

关键词 非均布压力 中心裂纹巴西圆盘 T应力 有限元分析

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岩石巴西劈裂强度与裂纹扩展颗粒尺寸效应研究 被引量：22

13

作者 黄彦华 杨圣奇 +2 位作者 鞠杨 周小平 赵坚 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1272-1281,共10页

基于一组经室内巴西试验结果标定的类岩石材料细观参数,通过颗粒流程序(PFC)建立圆盘试样离散元模型,对含不同颗粒粒度中心直切槽圆盘试样进行巴西劈裂模拟,分析颗粒尺寸对荷载-位移曲线、拉伸强度和破裂模式的影响,揭示裂纹扩展过程中... 基于一组经室内巴西试验结果标定的类岩石材料细观参数,通过颗粒流程序(PFC)建立圆盘试样离散元模型,对含不同颗粒粒度中心直切槽圆盘试样进行巴西劈裂模拟,分析颗粒尺寸对荷载-位移曲线、拉伸强度和破裂模式的影响,揭示裂纹扩展过程中细观力场、微裂纹以及能量演化规律。研究结果表明:切槽圆盘试样荷载-位移曲线可分为单峰值(type I)、峰值之后软化(type II)以及峰值之后强化(type III)3种;切槽圆盘试样拉伸强度显著比完整圆盘的低,降幅与切槽倾角和颗粒半径相关;当切槽倾角不变时,拉伸强度总体上随着颗粒半径的增大而增大;而当颗粒半径不变时,拉伸强度随着切槽倾角的增大而减小;当切槽倾角相同时,不同颗粒半径中心直切槽圆盘试样破裂模式显著不同,颗粒尺寸主要影响中心直切槽圆盘试样次生裂纹的萌生和扩展;边界对试样作的功首先用于克服颗粒间黏结以产生裂纹,裂纹在应变能的作用不断扩展,在裂纹产生之后,摩擦能才开始起作用;颗粒的运动程度很低,因此动能很小;边界能与抗拉强度总体上呈正比关系,即边界能越大,拉伸强度越大。 展开更多

关键词 岩石力学 巴西试验 中心直切槽圆盘 颗粒尺寸效应 颗粒流

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复合型加载条件下扁平巴西圆盘应力强度因子计算方法 被引量：3

14

作者 董世明 徐积刚 王清远 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期70-74,共5页

复合型裂纹的研究具有重要的工程实用价值。使用解析分析与有限元数值分析相结合的方法,对复合型加载条件下扁平巴西圆盘试件的应力强度因子进行了系统的分析。计算结果表明:在一定载荷分布角范围内,可使用分布载荷作用下巴西圆盘应力... 复合型裂纹的研究具有重要的工程实用价值。使用解析分析与有限元数值分析相结合的方法,对复合型加载条件下扁平巴西圆盘试件的应力强度因子进行了系统的分析。计算结果表明:在一定载荷分布角范围内,可使用分布载荷作用下巴西圆盘应力强度因子的公式去计算扁平巴西圆盘试件的应力强度因子;在断裂力学中圣维南原理依然成立。根据计算结果,推荐在扁平巴西圆盘断裂实验中使用载荷分布角为7.25°的扁平巴西圆盘试件。 展开更多

关键词 扁平巴西圆盘 应力强度因子 复合型 中心裂纹 数值分析

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带复合型摩擦裂纹的圆盘动态断裂实验有限元分析

15

作者 李念斌 董世明 华文 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2021年第7期704-712,共9页

为验证考虑裂纹面接触和动态荷载时,中心裂纹巴西圆盘(CCBD)试件用于分离式Hopkinson压杆(SHPB)系统中测量脆性材料复合型动态断裂韧度的可行性,以及研究裂纹面接触对动态断裂韧度实验结果的影响.通过有限元法建立SHPB-CCBD三维有限元模... 为验证考虑裂纹面接触和动态荷载时,中心裂纹巴西圆盘(CCBD)试件用于分离式Hopkinson压杆(SHPB)系统中测量脆性材料复合型动态断裂韧度的可行性,以及研究裂纹面接触对动态断裂韧度实验结果的影响.通过有限元法建立SHPB-CCBD三维有限元模型,计算了不同加载条件下CCBD试件的动态应力强度因子(DSIF).结果表明:在实验中,将考虑裂纹面接触的应力强度因子(SIF)准静态公式推广为动态公式,需要判定断裂时间是否达到应力平衡的时间条件;压剪复合型加载时,裂纹面接触导致裂纹面应力变化,会对Ⅱ型裂纹的DSIF产生显著影响,不考虑裂纹面接触的影响将会导致Ⅱ型DSIF的测试值偏大. 展开更多

关键词 裂纹面接触 分离式HOPKINSON压杆 中心裂纹巴西圆盘 有限元法 动态应力强度因子

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冲击作用下混凝土裂纹扩展试验研究及数值模拟 被引量：12

16

作者 张华 郭继鑫 +2 位作者 傅玉珍 高群 王斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第17期107-112,共6页

采用改进的分离式霍普金森杆(SHPB)分别对混凝土无切槽平台巴西圆盘FBD(Flattened Brazilian Disc)、直切槽平台巴西圆盘CSTFBD(Cracked Straight-Through Flattened Brazilian Disc)试件进行不同应变率的径向劈裂试验,得出无切槽平台... 采用改进的分离式霍普金森杆(SHPB)分别对混凝土无切槽平台巴西圆盘FBD(Flattened Brazilian Disc)、直切槽平台巴西圆盘CSTFBD(Cracked Straight-Through Flattened Brazilian Disc)试件进行不同应变率的径向劈裂试验,得出无切槽平台巴西圆盘的劈裂拉伸应力-径向应变曲线,以及三种不同强度等级混凝土的动态弹性模量、峰值应力、峰值应变、拉伸敏感系数的应变率效应。此外,分析了不同角度预制裂纹对中心直裂纹巴西圆盘断裂韧性的影响以及复合裂纹的复合比与加载角度的关系。采用ABAQUS中的扩展有限元法对劈裂冲击试验中的直切槽平台巴西圆盘的破坏过程进行了模拟,并且对试件的裂纹扩展和破坏机理进行了分析,将数值模拟得到的结果与试验结果进行对比,得到主裂纹的扩展趋势是一致的。 展开更多

关键词 裂纹扩展 应变率 平台巴西圆盘 断裂韧性 HOPKINSON杆

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平行双缝倾角变化混凝土圆盘的三维动态研究 被引量：1

17

作者 张亚芳 欧成贵 +1 位作者 程从密 刘吉福 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期599-605,共7页

为研究动荷载下平行双缝倾角变化对混凝土圆盘的影响基于有限元方法建立平台巴西圆盘的三维动态数值模型.采用Weibull统计学理论考虑混凝土材料的非均匀分布研究应力波作用下平行双缝倾角变化对裂纹扩展模式的影响得到裂纹萌生、扩展直... 为研究动荷载下平行双缝倾角变化对混凝土圆盘的影响基于有限元方法建立平台巴西圆盘的三维动态数值模型.采用Weibull统计学理论考虑混凝土材料的非均匀分布研究应力波作用下平行双缝倾角变化对裂纹扩展模式的影响得到裂纹萌生、扩展直至贯通的破坏全过程图与声发射图.结果表明试件的破坏是劈裂性的新生裂纹扩展的方向与动荷载加载方向一致声发射活动随预制裂纹倾角增大而减少双缝预制裂纹倾角越大峰值荷载越大声发射累积能量越小试件越不容易发生破坏. 展开更多

关键词 混凝土 数值模拟 平台巴西圆盘 双缝倾角 裂纹扩展 声发射

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预制裂缝宽度对变尺寸圆盘试样应力强度因子的影响 被引量：7

18

作者 张盛 王龙飞 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第2期116-123,共8页

为研究了预制裂缝宽度对不同尺寸圆盘试样无量纲应力强度因子的影响,采用ABAQUS有限元软件,对圆盘直径分别为40,80,100,120,200 mm,预制裂缝宽度0~2.0 mm内的直裂缝平台巴西圆盘试样进行数值分析,基于等效区域积分法标定了在裂缝长度与... 为研究了预制裂缝宽度对不同尺寸圆盘试样无量纲应力强度因子的影响,采用ABAQUS有限元软件,对圆盘直径分别为40,80,100,120,200 mm,预制裂缝宽度0~2.0 mm内的直裂缝平台巴西圆盘试样进行数值分析,基于等效区域积分法标定了在裂缝长度与圆盘直径比为0.55条件下的无量纲应力强度因子。结果表明,在圆盘直径一定条件下,无量纲应力强度因子随着裂缝宽度增加而增加,最大相对误差为13.53%;随着圆盘直径增大,预制裂缝宽度带来的影响相对减弱,但最大相对误差仍然超过3%。给出了消除预制裂缝宽度影响的无量纲应力强度因子修正公式,为采用含有预制裂缝的圆盘试样准确确定岩石的断裂韧度提供理论支持。 展开更多

关键词 预制裂缝宽度 无量纲应力强度因子 等效区域积分法 直裂缝平台巴西圆盘

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混凝土冲击拉伸力学性能及裂纹扩展试验研究和数值模拟 被引量：3

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作者 戚亚珍 张华 郭继鑫 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第3期56-60,共5页

为真实反映混凝土材料劈裂拉伸力学性能,基于应变片法采用分离式霍普金森压杆对混凝土平台巴西圆盘试件进行了劈裂拉伸试验,研究了不同加载角对试件起裂方式及破坏模式的影响,并对试件破坏过程进行了扩展有限元模拟,同时与试验结果进行... 为真实反映混凝土材料劈裂拉伸力学性能,基于应变片法采用分离式霍普金森压杆对混凝土平台巴西圆盘试件进行了劈裂拉伸试验,研究了不同加载角对试件起裂方式及破坏模式的影响,并对试件破坏过程进行了扩展有限元模拟,同时与试验结果进行了对比分析,得到用于测试混凝土拉伸力学性能的最优加载角.基于此得到动态劈拉下3种不同强度混凝土的劈裂拉伸应力-径向应变曲线及抗拉强度、极限应变、拉伸敏感系数等参数的应变率效应.结果表明:20°加载角可以保证圆盘在中心起裂,用于测试混凝土劈裂拉伸性能最为可靠.在高应变率下,混凝土动态力学参数均具有明显的应变率效应,裂纹沿试件受力方向扩展、贯通直至试件沿加载直径方向劈裂为两半,破坏面表现为骨料破坏,与数值模拟结果一致. 展开更多

关键词 霍普金森压杆 加载中心角 平台巴西圆盘 裂纹扩展 力学性能 扩展有限元

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砂岩裂纹发育过程的温度场变化特征 被引量：1

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作者 田丰 孙海 +5 位作者 马立强 韩杰 陈咪咪 杜园园 付煜 王飞 《矿业安全与环保》 北大核心 2022年第1期14-19,共6页

利用热电偶多路温度测试仪和红外热像仪,分别测定了砂岩平台巴西圆盘试样Ⅰ型起裂裂纹发育过程中的物理温度和红外辐射温度变化。热电偶多路温度测试过程中,约95%的试样裂纹起裂时载荷发生应力调整,与此同时其物理温度突增,最高升温幅度... 利用热电偶多路温度测试仪和红外热像仪,分别测定了砂岩平台巴西圆盘试样Ⅰ型起裂裂纹发育过程中的物理温度和红外辐射温度变化。热电偶多路温度测试过程中,约95%的试样裂纹起裂时载荷发生应力调整,与此同时其物理温度突增,最高升温幅度0.74℃(平均0.16℃)。红外热像仪测试过程中,约20%的试样裂纹起裂时红外辐射温度升高(平均0.03℃)。试验结果表明,物理测温技术和红外测温技术可以捕捉到煤岩破坏前产生裂纹过程的温度变化信息。 展开更多

关键词 平台巴西圆盘 Ⅰ型裂纹 温度场 红外辐射 裂纹发育 应力调整

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