脆性材料中动态裂纹传播问题的研究

脆性材料中动态裂纹传播问题的研究5)采用大型有限元ABAQUS软件为平台处理器，根据内聚力模型(cohesive-mode)开发了用户接口子程序(VUMAT)模拟脆性材料PMMA板的动态裂纹传播行为，相同载荷下，采用率无关内聚力模型模拟的稳定裂纹传播速度远大于实验测出的稳定裂纹传播速度：利用率相关的内聚力模型能够较好的模拟裂纹传播行为，模拟结果与实验结果基本一致，模拟得到的裂纹传播速度的上限是ym。=665±20m/s,下限速度为y%=235±10m/s;可见对于脆性材料PMMA,必须要考虑裂纹尖端张开位移变化率，它能较好的反映裂纹高速传播过程中耗能机制。6)基于裂纹在矩形带板中传播时出现时而加速时而减速物理现象，相同测试、实验方法对等腰梯形板试样动态裂纹传播实验，结果发现：裂纹传播速度存在加速和减速机制，从小端到大端裂纹传播呈现先加速后减速，而相反的方向裂纹则呈现一直加速情况，其数值模拟与实验结果定性一致。7)采用实验和数值模拟方法初步研究了传播裂纹与孔洞的相互作用，研究结果表明：在低载荷时，裂纹传播遇到孔洞会发生止裂现象；中等载荷时，裂纹传播在经过孔洞时，首先会发生停留，然后重新起裂并高速传播：止裂之前与再起裂之后裂纹的传播速度基本一致：在高荷载时，裂纹便直接穿过孔洞，并且数值与实验结果定性统一。关键字：脆性断裂，PMMA,高速裂纹传播，速度增韧，速度振荡，裂纹分叉，速率相关内聚力破坏模型，裂纹-孔洞作用