冲击载荷作用下含孔洞缺陷介质断裂行为研究.pdf

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1、第25卷第8期中国矿业VoL25，NO．82016年8月CHINAMININGMAGAZINEAug．2016矿业纵横冲击载荷作用下含孔洞缺陷介质断裂行为研究李清，郭洋，韩通，杨鸣泽，徐文龙(中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京100083)摘要：采用新型数字激光动态焦散线试验系统，对含孔洞缺陷和预制边裂纹的半圆盘试件进行了三点弯曲动态冲击实验。实验结果表明：在动态冲击载荷作用下，试件边裂纹处的应力集中程度较试件内部的孔洞缺陷处的应力集中程度更加显著；当孔洞位于裂纹前方时，孔洞对裂纹的扩展速度有抑制

2、作用，且这种抑制作用随着孔洞与边裂纹尖端距离的增加有所减弱；当裂纹再次从孔洞处起裂时，裂纹的扩展速度和应力强度因子和裂纹与孔洞贯通前相比，均出现较大的上升，试件sl、s2中，裂纹扩展速度分别上升了1070、138，相应的裂纹尖端应力强度因子分别上升了61、67；裂纹的扩展速度与裂纹尖端的应力强度因子呈一定的正相关性，但受裂纹前方附近孑L洞周围应力场的影响，裂纹尖端的应力强度因子有一定提高。关键词：焦散线；动态冲击载荷；孔洞缺陷；动态应力强度因子；裂纹扩展速度中图分类号：TU45文献标识码：A文章编号：100

3、4—4051(2016)08—0126—04StudyondynamicfracturebehaviorofspecimencontainingemptyholesflawsunderimpactloadingLIQing，GUOYang，HANTong，YANGMing—ze，XUWen-long(SchoolofMechanics&CivilEngineering，ChinaUniversityofMining＆Technology(Beijing)，Beijing100083，China)Abstra

4、ct：Usingnewdigitallazardynamiccausticssystem，thedynamicfracturebehaviorofsemi—circularspecimencontainingemptyholessub3ectedtOimpactloadingwasstudied．Theresultsshowthat，underdynamicimpactloading，thestressconcentrationatthetipofedgecrackswasgreaterthanthatat

5、emptyholes；whentheemptyholeswereinfrontofrunningcrack，theemptyholesmadethecrackpropagatingvelocitydecreased，whichdecreasedwiththedisplacementbetweenemptyholesandthetipofedgecracksincreasing；whenthecrackpropagatedagain，comparedtOthecrackpropagatingvelocitya

6、ndstressintensityfactoratcoalescencetime，thecrackpropagatingvelocityforspecimenS1。S2increasedby1070，138，respectively，stressintensityfactorforspecimenS1，S2increasedby61，67respectively；thedynamicstressintensityfactorwaspositivelycorrelatedwiththecrackpropaga

7、tingvelocity，butthestressintensityfactorincreasedbeforecoalescencetimebecauseoftheemptyholes．Keywords：caustics；dynamicimpactloading；emptyholesflaw；dynamicstressintensityfactor；crackpropagatingvelocity天然岩体中存在着大量的节理、层理、孔洞等冲击载荷作用下缺陷介质中，缺陷的位置及其缺陷缺陷，在动态载荷作用下，介质

8、往往由于缺陷所处之间的相对距离对材料动态断裂特性的影响具有的位置不同而表现出不同的断裂特性，因此，研究重要的现实意义，很多学者对其进行了研究。边亚东等运用动焦散线方法对含双平行裂纹有机玻璃试件进行三点弯曲实验，并分析其断裂特性l1]。陈收稿日期：2016-01-20爱军等提出了对含边裂纹三点弯曲试件测定应力基金项目：国家自然科学基金项目资助(编号：51374212，51134025)强度因子新方法_2]，并得到了