动态断裂试样受力状态及其对J积分影响的研究

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1、哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由，乍者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用己在文中指出，并与参考文献相对应。除文中己注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：果着炊日期：聊年加月多日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权

2、保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(囱在授予学位后即可口在授予学位12个月后口解密后)Eh哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。．作者(签字)：累番燎导师(签字)：衣rf踢彰日期：)。噼fD月4日M年／0月6日f

3、^动态断裂试样受力状态及其对，积分影响的研究

4、手两要近年来，利用改进的Hopkinson杆测试系统开展较高加载速率条件下的动态断裂研究，日益受到人们的关注。一般认为动态断裂试验中，试样为三点弯曲受载形式，材料动态应力强度因子分析则以静态三点弯曲受力状态为基础。但须知，在静态断裂试验中，试样的响应与加载速率同步，试样始终与支座保持接触，处于三点弯曲状态。而动态断裂试验中，由于加载速率较高，试样经常存在脱离支座的现象，导致试样不是传统的三点弯曲受力状态。目前研究者们对试样脱离支座的现象与规律，尚没有一致的认识。本文对该问题进行了比较系统的研究，取得了如下主要研究成果。1)采用现行三点弯曲试验方

5、法给出的Charpy冲击试样尺寸及相应的跨距，在Hopkinson杆加载系统上进行的三点弯曲试验中，该试样确实存在脱离支座的现象：并运用Timoshenko梁模型理论分析了Charpy冲击试样的受力过程，结果也表明，试样存在脱离支座的现象。2)通过理论计算试样名义支撑点处的位移时间曲线表明，试样脱离支座的位移幅值随跨距的减小而减小，直至跨距小于某一极值后，试样与支座间才保持稳定的接触，即处于三点弯曲状态。并得到试样与支座之间保持接触状态的名义支撑点极限位置与试样裂纹LL(a／聊成线性关系，以此为基础导出了实现真实三点弯曲状态的理论条件S／L

6、．72由此可见，对于标准的Charpy冲击试样，当其跨距小于0．72L时，试样在受载过程中保持与支座的接触状态；否则，存在脱离支座的现象。3)分别从冲击速度、跨距、试样长度和宽度方面研究了试样与支座接触状态的规律，发现在Hopkinson杆装置允许的冲击速度范围内，冲击速度对接触状态的影响不明显；跨距、试样长度和宽度对接触状态有影响且趋势是相同的，即随着跨距的减小和试样几何尺寸的增大，试样脱离支座的时间逐渐减小，当跨距和试样几何尺寸达到某一定(特征)值后，脱离时间稳定在哈尔滨工稃大学博士学位论文一定水平上(最小)，即进入接触状态，提出了由脱离过

7、渡到接触的临界状态概念，并且得出了临界状态的判据。在此基础上，提出了表征试样与支座保持接触状态的结构因素判据■动态断裂试样受力状态及其对√积分影响的研究AbstractInrecentyears，thedynamicfracturetestunderthehigherloadingratebyHopkinsonbarhasbeenpaidmoreattention．Generally,inthedynamicfracturetest．itisbelievedthatthestressconditionofdynamic丘．acturespeci

8、menisthethree-pointbending．Andtheanalysisofthedynamicstressintensityfactoristhebasedonthethree-pointbendingunderstaticcondition．Yetitiswellknownthat，inthestaticfracturetest,thespecimenhasbeenincontactwithsupportsandinastateofthree-pointbending．Thatisbecausetheresponseofthesp

9、ecimenissynchronizedwiththeloadingrate．However,inthedynamicfracturetest，the