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《湘潭大学》 2002年
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非线性粘弹性裂纹扩展的实验研究与计算模型

邓检良  
【摘要】:随着非线性粘弹性材料的广泛应用,非线性粘弹性材料的断 裂问题成为生产实践和学术研究的重要问题。如何预测裂纹的扩 展速度、预测材料的寿命成为引起广泛关注的问题。由于非线性 粘弹性断裂问题的复杂性,对于该问题的研究往往需要借助于实 验。 本文的研究目的在于利用现有实验条件找到观测裂纹扩展全 过程的实验方法。 主要研究成果是:通过参考前人的实验方法和不断地试验摸 索,找到了观测裂纹扩展全过程的有效方法;该实验方法所需设 备较少,实验过程简便,数据可靠。利用本构关系并建立模型, 得出了裂纹扩展速度表达式,初步解释了实验结果。 具体成果包括:①证实了双梁试件用于非线性粘弹性裂纹扩 展研究实验的优点。双梁试件在实验中能观测到的扩展过程持续 时间比较长;在计算能量释放车时,计算方法简便;模型结构相 对简单。②得到了改性聚丙烯材料用于非线性粘弹性裂纹扩展实 验的两种有效的试件形状及相应的试件尺寸;采用了一种简便可 行并能减少失稳破坏的加载方法。③经过连续4个多月的实验, 得到了一组有用的实验数据。④提出了一种计算非线性粘弹性裂 纹扩展速度的模型。⑤与实验结果相对照,初步检验了模型的有 效性,并分析了该模型的局限性。这些成果为今后非线性粘弹性 断裂的实验研究提供了方法和经验,为今后的裂纹扩展理论研究 提供了一种可以选择的模型。
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