基于DIC的爆炸加載下脆性材料裂紋擴展規律的試驗研究

摘要：通過數字圖像相關法(DIC),應用PMMA對爆炸加載條件下脆性材料的裂紋擴展規律進行了試驗研究。基于對稱性試驗模型,實現了裂紋尖端位置和應變場信息的同步記錄。以此為基礎,通過對比分析獲知,主應變場應變值最大點不能作為裂紋尖端的判斷依據。并以動態裂紋擴展速度為參量,應用斷裂動力學和最小二乘牛頓迭代法,計算出了考慮慣性效應的Ⅰ-Ⅱ混合型裂紋的應力強度因子:KⅠ和KⅡ值會隨著裂紋擴展方向改變而發生突變;KⅠ最大值為2.63 MPa·m^1/2,最小值為0.89 MPa·m^1/2;其整體變化趨勢表明,爆炸加載條件下脆性材料裂紋擴展隨能量積聚和釋放呈循環階梯式遞減發展。