【摘 要】
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多裂纹相互作用是断裂力学研究的重要内容,但是针对单轴拉伸下的三维多内裂纹相互作用研究较少.基于3D-ILC技术,在完整立方体试件中生成三维双平行内裂纹,对不同错距d开展单
【机 构】
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河海大学水利水电学院,江苏 南京 210024;南京水利科学研究院水文水资源与水利工程国家重点试验室,江苏 南京 210029;南京水利科学研究院水文水资源与水利工程国家重点试验室,江苏 南京,210
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多裂纹相互作用是断裂力学研究的重要内容,但是针对单轴拉伸下的三维多内裂纹相互作用研究较少.基于3D-ILC技术,在完整立方体试件中生成三维双平行内裂纹,对不同错距d开展单轴拉伸试验,分析了断裂过程、应力云纹、起裂与破坏荷载及断口特征,基于M积分和MTS准则开展裂纹扩展路径及相互作用模拟.结果表明:①内裂纹错距为2 mm时相互“吸引”,错距为6与10 mm先相互“吸引”后“排斥”;②三维双内裂纹单轴拉伸下具有“合并分界”、“漏斗状”特征等断裂形态,其中裂纹中心侧发生I-II型复合断裂,外侧发生纯I型断裂;③初始应力云纹在预制裂纹尖端呈现“花瓣状”,裂纹相互“吸引”过程中应力云纹在中心侧裂纹尖端呈现“括弧状”;④试样强度与裂纹间错距成正比,错距为2,6,10 mm抗拉强度相对完整试样下降百分比分别为63.39％,50.79％,41.09％.起裂荷载与最终破坏荷载的比值分别为12.92％,15.16％,13.57％;⑤基于M积分,得出内裂纹I、II型应力强度因子分布规律,基于MTS裂纹扩展判据,实现三维双内纹的相互作用扩展全过程数值模拟,与试验一致.研究结果为三维双平行内裂纹相互作用研究提供试验与理论基础.
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