Incubation time fracture criterion for FEM simulations

The paper is discussing problems connected with embedment of the incubation time criterion for brittle fracture into finite element computational schemes. Incubation time fracture criterion is reviewed; practical questions of its numerical implementation are extensively discussed. Several examples of how the incubation time fracture criterion can be used as fracture condition in finite element computations are given. The examples include simulations of dynamic crack propagation and arrest, impact crater formation （i.e. fracture in initially intact media）, spall fracture in plates, propagation of cracks in pipelines. Applicability of the approach to model initiation, development and arrest of dynamic fracture is claimed.

致密砂岩巷道模型试件动态起裂及止裂全过程分析

为了开展在不同冲击载荷作用下巷道围岩内裂纹的起裂、扩展及止裂等问题,以可调速冲击试验机进行动态加载试验,采用致密青砂岩制作裂纹巷道模型试件,并利用裂纹扩展计分别记录了动态起裂、扩展、止裂等时刻,对裂纹扩展速度的变化规律进行分析;随后采用AUTODYN有限差分法软件进行相应的数值模拟,数值模拟得到的裂纹扩展路径与试验结果基本一致。经过两者对比分析可知:随着冲击载荷作用的增加,裂纹平均扩展速度逐渐增大,随后趋于稳定值;预制裂纹的起裂时间随着冲击速度载荷的增加而逐渐降低,并在稳定值上下波动;随着冲击速度载荷的增加,裂纹扩展路径过程中的止裂时段逐渐变短。

X90钢级高压气体管道爆炸裂纹起裂与止裂实验研究

开展X90钢级高压气体管道爆炸模型实验,初步探索并解决了管道爆炸实验的关键技术问题,为管道全尺寸爆破实验提供数据和方法支撑。结果表明:实验方法及测试仪器的选择可靠有效,解决了管道封堵、初始裂纹引入、传感器安装及密封、动态参量测试以及测试系统构建等关键技术问题;填充空气的运行压力为12.3MPa的X90钢管裂纹最大扩展速度约为248m/s,临界止裂压力约为4.5MPa,临界止裂速度约为100m/s;裂纹止裂器止裂效果明显,可进一步优化其安装位置并适当加宽加厚,进一步提高止裂效果。

运用仪器化冲击试验评价低合金高强钢的冲击性能

基于仪器化冲击试验所记录的冲击载荷-位移曲线,定量分析了含钛铌镍低合金高强钢在-70℃冲击断裂瞬时的能量分布特征。结果表明:冲击吸收能量可以分为止裂能量及裂纹扩展能量两部分;910℃正火保温时间对该低合金高强钢的止裂能量影响较小,而对其裂纹扩展能量的影响显著。同时,通过显微分析手段分析了该低合金高强钢强韧化性能的微观机理。