Ⅰ—Ⅱ—Ⅲ复合型裂纹开裂角的光弹性试验研究.pdfVIP

维普资讯 第 22卷 第 l期 武 汉 化 工 学 院 学 报 Vo1．22 No 1 2000年 3月 J． Wuhan |nst． Chem． Teeh M ar 2000 文章编号 ：1004—4736(2000)01 I Ⅱ Ⅲ复合0046型—-04裂纹开裂角的光弹性试验研究 {．6／ 苗张木 ，赖曾美。，董国兴。 ⑥ ● — ‘— —— —一 。 ‘—— —— —一 (1．武汉交通科技大学土木系，湖北武汉430063；2．郑州机械研究所 河南郑州 450052； ， 3．北京交通管理干部学院，北京 101601) C=) J 摘 要 ：通过带 I一Ⅱ一Ⅲ复合 型半圆形裂纹的三维光弹性模型的破坏性试验，测量了 I一Ⅱ一Ⅲ复合 型裂纹前 沿不同位置处的开裂角．用应力强度因子K．、K-、 t的测量结果和最大周向应力理论 ，计算了 I一Ⅱ一Ⅲ复合 型裂纹的开裂角．试验测得 的结果具有较好的规律性 ，并且与计算结果较为接近． 美键词：墨盒型型璺三连苎生 墨血l 堂型堕型 中国分类号；0348．1；0346．1 文献标识码 ：A 0 引 言 一面带有半圆形斜裂纹，见图 工程结构或构件 中的裂纹 ，由于外载形式的 复杂多样性 ，往往表现为复合型裂纹问题．在基本 II I型裂纹问题中，裂纹沿原表面所在平面开裂，而 ’ T H 在复合型裂纹问题 中，裂纹开裂方向不一定都措 I l Lz 原裂纹面，比较复杂．复台型裂纹问题的研究必须 回答 以下两个基本 问题 ： a．裂纹沿什么方 向开裂，即开裂角 ； b．裂纹在什 条件下断裂，即断裂准则． 目前，复合型裂纹问题已成为断裂力学 的一 个专 门研究领域，研究者们提出了一些线弹性复 合断裂准则．如最大周向应力准则_1]、最小应变能 密度因子准则0一、最大能量释放率准则口等．后来 研究者们叉提 出修正原来的线弹性复台断裂判 围 1 I一Ⅱ一Ⅲ复台型裂纹模型与加载 据 ，文献[5]研究了I一Ⅱ复合型裂纹的开裂方 图中B为梁宽，h为粱厚 ，为裂纹深度，厶 为纯 向问题．I一Ⅱ一Ⅲ复合型裂纹的开裂方向研究，未 弯曲梁段长度 ，厶 为支点到加力点之间的距离． 见有文献报道． 裂纹平面垂直于梁表面，且与梁轴线成 35。角．裂 1983年，文献[6]提出了在一个三维光弹性 纹在浇铸模型时预埋制成．采用悬挂式加载，以避 模型上综合求解应力强度因子 。和 。的 免支点的附加力．模型有关尺寸为： 光弹性方法．本文作者在进一步研究这一方法的 B一 100mM ， ^一 50Mm ， d一 15Mm ， 工作中，用两个 完全相同的三维光弹性模型进行 LI一 180Mm ， L2— 100mM ． 冻结．试验中，一个模型冻结成功 ，测量了裂纹前 裂纹所在处应力单元体如图2(a)、(b)，由图