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木材作为天然非均质材料,其破坏往往是由于自身内部缺陷导致的。作为一种典型的准脆性材料,木材的位移曲线具有明显的非线性特征,为了能够准确描述木材的断裂特征,研究者们引入了断裂力学这一重要理论。断裂力学作为研究木材断裂破坏行为的重要理论,不仅需要大量的理论研究,而且需要相应的试验研究作为理论依据。
本文以来自加拿大的花旗松(Pseudotsugamenziesii)为研究对象,采用三点弯曲(3-p-b)试验对几何尺寸相同、但初始裂缝长度不同的单边缺口梁(SENB)试件进行沿L方向上的I型断裂试验。通过IMC与DIC实验测得的裂缝开口位移的对比,验证了DIC的可靠性。在此基础上,本文利用高速相机拍摄试验全过程图片,并采用DIC-2D软件对这些照片进行了应变及位移分析,探究了木材沿L方向上的I型断裂的裂缝演变规律。
本文利用IMC测得的P-CMOD及DIC测得的CMOD随时间的变化曲线发现木材作为准脆性材料,其在断裂过程中共经历了与裂缝生长相一致的三个阶段,利用电子扫描显微镜(SEM)从微观层面上解释了木材断裂过程中其内部构造的断裂机理。通过DIC对加载过程中试件沿x方向的应变场的分析,探究了试件裂缝尖端断裂过程区的演化过程,并利用对裂缝尖端横向位移场的研究,定量分析了断裂过程区的几何尺寸及演变规律。
为了能够利用线弹性断裂力学描述木材的非线性特征,本文在木材断裂中引入了线性渐近叠加假设。在此基础上,利用断裂力学基本方程计算得到了裂缝尖端的应力强度因子,建立了KR阻力曲线,并以此作为裂缝稳定性判断的依据。为了简化KR曲线,引入了双K断裂准则。通过对不同缝高比试件的断裂韧度的比较,探究了缝高比对断裂韧度的影响。
在等效线弹性断裂力学的基础上,采用柔度法建立了GR阻力曲线,分析了木材断裂过程中能量释放速率GR的演变规律。为了描述裂缝尖端断裂过程区的非线性特性,本文采用了双线性软化曲线。通过GR曲线与双线性软化曲线的对应关系,分析了双线性软化模型、P-CMOD曲线以及GR曲线之间的对应关系。
本文以来自加拿大的花旗松(Pseudotsugamenziesii)为研究对象,采用三点弯曲(3-p-b)试验对几何尺寸相同、但初始裂缝长度不同的单边缺口梁(SENB)试件进行沿L方向上的I型断裂试验。通过IMC与DIC实验测得的裂缝开口位移的对比,验证了DIC的可靠性。在此基础上,本文利用高速相机拍摄试验全过程图片,并采用DIC-2D软件对这些照片进行了应变及位移分析,探究了木材沿L方向上的I型断裂的裂缝演变规律。
本文利用IMC测得的P-CMOD及DIC测得的CMOD随时间的变化曲线发现木材作为准脆性材料,其在断裂过程中共经历了与裂缝生长相一致的三个阶段,利用电子扫描显微镜(SEM)从微观层面上解释了木材断裂过程中其内部构造的断裂机理。通过DIC对加载过程中试件沿x方向的应变场的分析,探究了试件裂缝尖端断裂过程区的演化过程,并利用对裂缝尖端横向位移场的研究,定量分析了断裂过程区的几何尺寸及演变规律。
为了能够利用线弹性断裂力学描述木材的非线性特征,本文在木材断裂中引入了线性渐近叠加假设。在此基础上,利用断裂力学基本方程计算得到了裂缝尖端的应力强度因子,建立了KR阻力曲线,并以此作为裂缝稳定性判断的依据。为了简化KR曲线,引入了双K断裂准则。通过对不同缝高比试件的断裂韧度的比较,探究了缝高比对断裂韧度的影响。
在等效线弹性断裂力学的基础上,采用柔度法建立了GR阻力曲线,分析了木材断裂过程中能量释放速率GR的演变规律。为了描述裂缝尖端断裂过程区的非线性特性,本文采用了双线性软化曲线。通过GR曲线与双线性软化曲线的对应关系,分析了双线性软化模型、P-CMOD曲线以及GR曲线之间的对应关系。