含预制裂纹悬臂梁的动态断裂试验研究
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中国矿业大学北京力学与建筑工程学院,中国矿业大学北京力学与建筑工程学院,中国矿业大学北京力学与建筑工程学院,中国矿业大学北京力学与建筑工程学院,中国矿业大学北京力学与建筑工程学院,中国矿业大学北京力学与建筑工程学院

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通讯作者:

中图分类号:

TU317

基金项目:

国家自然科学基金(51374212),国家大学生创新训练项目第一作者:李清,男,1969年生,教授,博导。从事结构工程,岩土工程的研究工作。通讯作者:薛耀东,男,1990年生,博士研究生。邮箱:xuecumtb@163.com 其性能直接影响到整个结构的安全性。由于悬臂梁上的缺陷或裂纹所造成结构的失稳破坏已经引起工程界、学术界的高度重视。杨勇等[4]开展了钢筋混凝土悬臂梁的受弯性能实验研究,结果表明表层嵌贴碳纤维筋加固钢筋混凝土悬臂梁具有良好的受力性能。胡方鑫等[5]对特殊构造节点进行了抗震性能实验研究,指出柱强轴方向带悬臂梁段的端板螺栓节点承载力不足,导致耗能能力较差。徐飞鸿等[6]采用去曲率模态的曲线对简支梁进行了损伤识别研究。韩文龙等[7]进行了次梁悬臂端竖向荷载作用下叠合次梁-主梁连接节点的受力性能。


DYNAMIC FRACTURE EXPERIMENTAL STUDY ON CANTILEVER BEAM WITH PREFABRICATED CRACKS
Author:
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School of Mechanics and Architecture Engineering,China University of Mining & Technology(Beijing),Beijing 100083,China,,,,,

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    摘要:

    针对含预制裂纹的悬臂梁,利用动态焦散线试验系统,研究在冲击载荷下悬臂梁的动态断裂问题,以及裂纹尖端动态应力强度因子、裂纹扩展位移、速度、加速度的变化规律。结果表明,含单一上边界直裂纹构件先于含单一上边界斜裂纹构件达到动态断裂韧度,试件发生破坏;含单一直裂纹的试件断裂模式为Ⅰ型,含斜裂纹试件的断裂模式为Ⅰ-Ⅱ复合型,且曲裂程度大于含直裂纹的试件;含斜裂纹试件的裂纹扩展速度最大值大于含直裂纹的试件,且速度的振荡性较强;斜裂纹的存在造成加速度的振荡变化较大,能量释放的不均性加强。研究结论为揭示含预制裂纹悬臂梁的动态破坏规律提供指导意义。

    Abstract:

    Aiming at the cantilever beam with prefabricated crack, the dynamic fracture of the cantilever beam under the impact load and the dynamic stress intensity factor, the crack propagation displacement, the velocity and the acceleration of the crack tip are studied by using dynamic caustic test system. The results show that specimen with a single upper boundary vertical crack member is preceded by a single upper boundary oblique crack member to achieve dynamic fracture toughness and was destroyed; the fracture pattern of specimen with single vertical crack is typeⅠ, and the fracture mode of specimen with oblique crack isⅠ-Ⅱ compound type, and the degree of cracked is larger than that of specimen with vertical crack; the maximum crack propagation velocity of the specimen with oblique crack is larger than that of the specimen with straight crack, and the oscillation of velocity becomes obvious; The presence of oblique cracks causes the oscillations of acceleration to vary greatly, and the nonuniformity of energy release is enhanced. The conclusion is to provide guidance for dynamic damage law of cantilever beam with prefabricated crack.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

李清,薛耀东,刘涛,等. 含预制裂纹悬臂梁的动态断裂试验研究[J]. 科学技术与工程, 2018, 18(1): .
LI QING,,,et al. DYNAMIC FRACTURE EXPERIMENTAL STUDY ON CANTILEVER BEAM WITH PREFABRICATED CRACKS[J]. Science Technology and Engineering,2018,18(1).

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  • 收稿日期:2017-06-06
  • 最后修改日期:2017-08-16
  • 录用日期:2017-09-05
  • 在线发布日期: 2018-01-19
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