基于多试样法的PVC塑料J-R阻力曲线的简便测量方法

获得PVC材料的J-R阻力曲线以及断裂韧度J_(IC)的难点在于裂纹扩展量Δa的测量,传统染色处理以及三维测量等方法过程复杂且测试成本高。由于塑料的易切割性,可以简化Δa的测量过程。因此,基于多试样法,提出根据规范的测点要求对加载后的试件沿着裂纹纵向切割成若干片、再通过工业电子显微镜测量每个切割片上的裂纹长度,从而获得Δa的二维测量方法。通过GB 21143—2014和ASTM D6068-10两个标准,应用该方法均能获得相对一致的J-R阻力曲线和J_(IC)值,测试结果有效且准确。其中根据GB 21143—2014获得PVC的J_(IC)值为8.03 kJ/m^(2),J-R阻力曲线拟合方程的系数为9.93,指数为0.15;根据ASTM D6068-10获得PVC的J_(IC)为8.31 kJ/m^(2),J-R阻力曲线拟合方程的系数为12.7,指数为0.3;表明ASTM D6068-10获得PVC的断裂韧度J_(IC)值和拟合方程的系数、指数均大于GB 21143—2014。由于PVC材料与金属材料性能的差异,得出ASTM D6068-10更适用于测试PVC材料的J-R阻力曲线和J_(IC)值的结论。该方法将传统的裂纹染色处理和三维测量等复杂操作简化为切片和二维测量,简化测量过程,降低了测量成本,可普及应用于塑料断裂韧性的测量。

氧化铝基陶瓷复合材料的阻力曲线行为及其抗热震性能

采用压痕 -弯曲强度法获得了 Al2 O3- Si CW 和 Al2 O3- Ti CP陶瓷基复合材料的裂纹扩展阻力曲线 (R-曲线 ) ,并测试了材料的抗热震性能 ,分析了材料的阻力曲线行为与其抗热震性能之间的内在联系。结果表明 :材料的阻力曲线行为与抗热震性之间存在明显的相关性。热震引起材料强度的下降幅度与其阻力曲线的陡峭程度及上升幅度有关。阻力曲线越陡峭 ,上升幅度越大 ,抗热震性也越好。其中 Al2 O3- Si CW复合材料显示出更为优越的抗裂纹扩展能力与抗热震性能。扫描电镜观察及理论分析显示

单试样J_R阻力曲线测试技术及其应用

介绍卸载柔度单试样法测定金属材料JR 阻力曲线的基本原理和运用微机采集与处理数据的方法 ,详细分析裂纹负增长产生的原因 ,提出修正裂纹负增长的方法。测试了Mn Ni Mo高强度低合金钢及其焊接接头在 -2 0℃的JR阻力曲线 ,试验结果表明卸载柔度单试样法测定JR

Si_3N_4-TiN/BN层状陶瓷材料阻力曲线及其增韧机制的研究

通过压痕小裂纹直接量测法获得Si3N4-TiN/BN层状复合材料的阻力曲线 ,并采用指数经验公式拟合处理了实验数据 ,解释了各拟合参数的物理意义 .对层状复合材料阻力曲线所具有的独特的台阶状进行了分析 ,并对层状复合材料具有高韧性的机理作了深入的研究 .结果表明弱间层的层状结构具有明显的增韧效果 .这是由于弱间层的存在将出现裂纹偏转现象 ,吸收大量的断裂功 ,从而大幅度提高了裂纹的扩展容限 ,使断裂韧性有较大增长 .

裂纹扩展阻力曲线与试样厚度关系

在有关裂纹扩展理论阻力曲线研究的基础上 ,给出了阻力曲线与试样厚度关系的数学表达式 .利用少量试验结果 ,根据最小二乘方法即可确定表达式中的参量 .通过这一表达式 ,可以计算任意厚度下的阻力曲线方程 ,从而获得该厚度对应的阻力曲线 .这一数学表达式得到了试验结果的验证 。

Si_3N_4/BN纤维独石陶瓷阻力曲线的研究

通过压痕小裂纹直接测量法获得 Si3N4/BN纤维独石陶瓷的阻力曲线 ,采用指数经验公式拟合了实验数据 ,对纤维独石陶瓷阻力曲线具有的独特的阶梯状进行分析 ,并对纤维独石陶瓷具有高韧性的机理作了研究通过压痕小裂纹直接测量法获得 Si3N4/ BN纤维独石陶瓷的阻力曲线 ,采用指数经验公式拟合了实验数据 ,对纤维独石陶瓷阻力曲线具有的独特的阶梯状进行分析 。

裂纹扩展阻力曲线与剩余强度关系的理论研究

从断裂力学角度出发 ,给出裂纹扩展阻力曲线的数学理论表达式 ,证明KR 是裂纹扩展量Δa的函数 ,与初始裂纹长度a0 无关。同时 ,根据裂纹扩展阻力曲线的理论公式 ,得到结构剩余强度的数学表达式 ,利用该式可以获得剩余强度的准确解 ,从而方便的获取结构剩余强度图。最后 ,通过实例验证上述方法的可行性。

单桩侧摩擦阻力曲线的推求与拟合

在分析单摩擦桩的工作性能的基础上，阐述了推求理想的侧摩阻力曲线的方法，然后给出拟合的曲线方程，进行了拟合对比，并证实了用抛物线方程进行拟合的可行性．分析结果可为单桩承载力数值模拟的探讨提供参考，也可为工程实用单桩承载力测试工作的验证与简化提供依据。

混凝土结构裂缝扩展全过程的新G_R阻力曲线断裂判据

混凝土结构的受力特性与裂缝的发展密切相关。在对国际断裂力学领域里所提出的三种裂缝扩展阻力曲线理论加以总结的基础上,以能量为表征,基于裂缝黏聚力提出了描述混凝土结构裂缝扩展全过程的新GR阻力模型。在该模型中,裂缝扩展阻力分为三部分:一部分是基体水泥凝胶材料裂缝发展需克服的表面能,一部分是克服细骨料桥联作用的能量消耗,另一部分是粗骨料桥联闭合作用消耗的能量。文中对粗细骨料所消耗的能量进行了详细推导,得出了不同区段裂缝扩展阻力的解析计算公式。根据实测试验结果,得到了混凝土新GR阻力曲线。结果表明GR曲线是材料的基本参数,与试件尺寸无关,并建立了适用于混凝土结构裂缝扩展全过程的断裂判据。

基于拘束的X80钢裂纹扩展阻力曲线构建

对于管道中的裂纹,由于其裂纹尖端拘束水平低,使用单边缺口弯曲试样、紧凑拉伸试样所测得的裂纹扩展阻力曲线对管道进行断裂评估,得到的结果趋于保守.文中采用裂纹深度不同的单边缺口拉伸试样,探讨了裂纹深度对裂纹扩展阻力曲线的影响.采用有限元分析,计算了裂纹深度不同的单边缺口试样的裂纹尖端拘束水平.最后,基于裂纹尖端的拘束水平,所构建的裂纹扩展阻力曲线能更加准确地表征管道中裂纹的扩展阻力曲线.

SiC/BN层状陶瓷的阻力曲线行为

利用压痕强度法测定了SiC/BN层状陶瓷的阻力曲线行为,并与SiC单相陶瓷做对比。结果表明:2种材料均呈现出上升阻力曲线行为,其中,SiC/BN层状陶瓷显示出更为优越的抗裂纹扩展能力,其阻力曲线上升较陡,上升幅度较大;SiC单相陶瓷的阻力曲线上升较缓且上升幅度较小。分析认为,这与其不同的增韧机制有关。原位增韧是SiC单相材料韧性提高的主要原因,而裂纹遇到弱界面时发生偏转、分叉、脱层等是层状陶瓷材料抗裂纹扩展能力提高的主要原因。

混凝土双参数断裂模型和尺寸效应模型R阻力曲线比较

对混凝土的两类基本断裂模型(双参数断裂模型和尺寸效应模型)求解得到的第Ⅰ类几何形式下的R阻力曲线进行了详细的分析比较.首先对有效裂纹长度和裂纹尖端张口位移进行了修正,在此基础上由双参数断裂模型和尺寸效应模型得到了R阻力曲线的解析表达式.通过两类R阻力曲线计算得到的荷载-位移曲线与试验结果的对比,发现尺寸效应模型得到的临界有效裂纹长度稍大于双参数断裂模型的结果,而根据双参数断裂模型R阻力曲线得到的最大荷载大于尺寸效应模型的结果,且当相对初始裂纹长度较大时,双参数断裂模型R阻力曲线得到的最大荷载远大于试验值.双参数断裂模型的R阻力曲线适合于初始裂纹长度相对试件高度较小的情况.

混凝土强度对基于粘聚力的新K_R阻力曲线的影响

定量描述混凝土断裂全过程的新KR 阻力曲线 (裂缝扩展阻力曲线 ) ,可通过简便的试验和基于虚拟裂缝扩展粘聚力的解析法得到 ,它与混凝土的软化本构曲线形状密切相关。我们结合新进行的断裂试验 ,调整参数λ,从起裂韧度的解析解和其实测值相符入手 ,便可确定合理的双线性软化本构曲线形状 ,以其计算的KR 阻力曲线随混凝土强度的增加而增大。

高温后混凝土断裂全过程的裂缝扩展阻力曲线

采用楔入劈拉法试验,设置20～600℃共10组温度,试件尺寸统一采用230mm×200mm×200mm,初始缝高比为0.4.根据试验得到的荷载-开口位移曲线(P-CMOD)求得应力强度因子曲线(K曲线).基于虚拟裂缝黏聚应力,对高温后混凝土断裂全过程的裂缝扩展阻力曲线进行求解.将混凝土断裂全过程划分为4个部分,裂缝黏聚应力呈Petersson双线性软化曲线分布.计算表明,在某一特定温度下,裂缝扩展阻力曲线随裂缝扩展长度的增加而增长;阻力曲线随温度的上升呈下降趋势.对应力强度因子曲线与裂缝扩展阻力曲线进行裂缝扩展的稳定性分析.结果表明,当裂缝扩展阻力曲线位于应力强度因子曲线上方时,裂缝稳定发展;反之,裂缝将失稳发展.该判据可以等同于双K断裂准则,起裂韧度、失稳韧度是裂缝扩展阻力曲线上的2个关键点.

混凝土裂缝扩展阻力曲线

近年来徐世和H .W .Reinhardt提出的基于粘聚力的裂缝扩展阻力曲线 (KR 阻力曲线 ) ,揭示了准脆性材料裂缝扩展过程中粘聚力与裂缝扩展阻力之间的关系 ,反映断裂过程区软化特性的混凝土软化本构关系与KR 阻力曲线的解析解密切相关 为了获得较为精确的KR 阻力曲线 ,首先应确定合理的软化本构关系 结合混凝土三点弯曲切口梁试验 ,就软化本构关系、试件尺寸、材料强度对KR

COD阻力曲线的单试样三曲线分析法

在三曲线分析的基础上,提出了一种新的单试样测定 COD 阻力曲线的方法和步骤,编制了计算机应用程序。用三曲线法测定了 C—Mn 钢,Cr-Mo 钢和一种焊缝金属的 COD 阻力曲线,与标准的多试样法实验结果符合较好。该方法使用方便经济。有推广使用的价值。

高温后混凝土断裂韧度阻力曲线的权函数求解

基于虚拟裂缝黏聚应力分布,采用解析法与权函数法,对高温后混凝土断裂全过程的裂缝扩展阻力曲线进行求解.试验采用楔入劈拉法,设置20～600℃共10组温度.混凝土断裂全过程划分为四个部分,裂缝黏聚应力按照Petersson及CEB-FIP Model 1990两类双线性软化本构曲线分布.结果表明：断裂韧度阻力曲线随裂缝扩展长度的增加而增长,但随温度的上升呈下降趋势;解析法与权函数法计算结果吻合较好;软化本构曲线对断裂韧度阻力曲线的形状有明显影响.

核电站压力容器用A508CL3钢及其窄间隙埋弧焊焊缝的J_R阻力曲线

材料的ＪＲ阻力曲线是核工程结构断裂过程的稳定性和失效评定的重要基础．本研究采用美国ＡＳＴＭＥ８１３标准和国家标准ＧＢ２０３８－８０测定了核电站压力容器用Ａ５０８ＣＬ３钢及其窄间隙埋弧焊焊缝的ＪＲ阻力曲线，并研究了试样尺寸对ＪＲ阻力曲线的影响．

油气输送管材料阻力曲线试验研究

针对油气输送管壁薄、高韧性的特点 ,从管体上取样进行了J积分测试 ,以寻找一种有效控制管道断裂的控制指标。试验按照GB2 0 38标准要求 ,采用三点弯曲试样 ,分别对进口X52ERW焊管母材、焊缝以及国产X60SSAW焊管母材、焊缝、热影响区进行系列温度J积分试验。结果表明 ,温度变化对两种焊管各区J积分测试值影响不大。前者的韧脆转化温度约为 - 60℃ ,后者的韧脆转化温度低于 - 60℃。给出了两种焊管母材的焊区JR 阻力曲线的回归方程。对ERW和SSAW焊管各区JR 值进行对比分析表明 ,焊缝JR 值高于母材。在管道设计与安全评价中 ,采用焊管各区JR 断裂韧性和阻力曲线下回归方程和 (或 )母材JR 阻力曲线 。

单试样三点卸载柔度法测定金属材料J_R阻力曲线

在三曲线法和卸载柔度法的基础上,提出了测试金属材料延性断裂韧度的单试样三点卸载柔度法。除了具有三曲线法和卸载柔度法的优点之外,它还具有减缓弹性滞后现象和减少卸载次数的优点。运用该方法,使用自行研发的J积分测试软件测得的JR阻力曲线与多试样法的结果比较吻合。