含预制裂纹L形梁柱试件动态断裂过程

针对含预制裂纹L形梁柱试件,为研究预制裂纹动态扩展的力学特征及其对梁柱试件破坏模式的影响,采用数字动态焦散线实验系统,对距节点核心区不同距离l处含有预制裂纹的试件进行落锤冲击实验,得到预制裂纹的扩展轨迹、速度、动态应力强度因子的变化规律。结果表明,l值增大,扩展裂纹在梁下边缘的贯通点与预制裂纹的夹角逐渐增大,曲裂程度变大。裂纹扩展速度随着l的增大振荡性增强,裂纹扩展平均速度逐渐降低。l值为2mm时,裂尖表现为Ⅰ型断裂,l值增大,裂尖受到剪应力作用增强,Ⅰ型动态应力强度因子减小,Ⅱ型动态应力强度因子增大,断裂逐渐转变为Ⅰ-Ⅱ复合型。

冲击作用下含预制裂纹梁柱试件的动态断裂

利用焦散线实验系统,进行了冲击加载下含预制裂纹梁柱试件的断裂实验,研究了梁柱试件的梁柱节点、梁上和柱端裂纹的扩展轨迹、扩展速度和应力强度因子的变化规律。实验结果表明:受冲击后,试件首先在梁柱节点处开裂,并在裂纹扩展过程中发生明显的曲裂运动,证明梁柱节点处最容易受到破坏。预制裂纹条数越多,梁柱节点处开裂越晚,说明裂纹条数少,能量可以在裂纹尖端积聚得更集中、更快。含柱端预制裂纹的试件,2条裂纹的开裂相隔时间要长于含梁上预制裂纹的试件;同时,试件的第2条裂纹优先在梁上裂纹处开裂,说明固端支座比简支梁断裂需要更多的能量。随着预制裂纹的增多,梁上裂纹在扩展过程中的曲裂现象减弱,由于部分能量在柱端裂纹处积聚,用于推动梁上裂纹扩展的能量相应地减少。并且由于柱端裂纹的存在,梁上裂纹受到的拉应力分量减小,导致裂纹尖端受到弯矩变小,影响了裂纹的曲裂运动。

含预制裂纹的悬臂梁-柱试件冲击断裂实验

采用数字动态焦散线试验系统,对柱端含有不同倾斜角度(0°、30°、60°)预制裂纹的悬臂梁-柱试件进行落锤冲击实验,研究其冲击断裂力学特征。结果表明,预制裂纹倾斜角度为0°的试件最先达到断裂韧度;随着预制裂纹倾斜角度的增加,裂纹起裂能量在裂纹尖端处越不易积累,起裂所需时间延长;预制裂纹倾斜角对裂纹扩展轨迹有较大影响,倾斜角越大,扩展轨迹曲裂程度越大;裂纹倾斜角的增加导致裂纹扩展速度振荡幅度变大,裂纹扩展的平均速度增加,说明斜裂纹对裂纹扩展速度有较大影响;预制裂纹倾斜角度增加,试件动态断裂韧度K_(Ⅰc)~d逐渐减小,K_(ⅡC)~d逐渐增加,断裂时复合特征更加明显。研究结果可为裂纹扩展轨迹的预测和研究含裂纹结构的动态响应问题提供理论参考。

钢筋混凝土框架错层节点的受压杆机理初探

本文通过对错层高度差为一个梁高的错层框架梁柱组合试件(以下简称错层节点)在低周反复荷载作用下的理论分析,探讨了钢筋混凝土框架结构错层节点的传力机理,主要是错层节点中的混凝土受压杆机制及其与普通框架梁柱节点中斜压杆机制的差别,以及随着不同加载阶段受压杆机制的变化情况.