重组竹Ⅰ型断裂:裂尖确定和断裂韧性研究

来源 :南京林业大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:QQ2009sunboy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
重组竹是将竹片疏解后热压胶合而成的竹基复合材料,绿色环保、均质高强、原材料丰富,因此极具工程应用前景。加工工艺决定了重组竹具有带裂纹工作的基本特性,纤维基体分离断裂中I型裂纹是最危险的形式。应变能释放率(GIC)是表征材料断裂韧性的重要参数,准确测量记录裂纹扩展长度和荷载是计算GI的前提。本文设计了重组竹双悬臂梁(DCB)试验,用高速摄像机同步采集试件表面裂纹扩展全过程的数字图片和荷载值,通过数字图像相关计算(DIC)进行全场应变分析确定每张图片中裂尖位置,得到裂纹扩展实时长度。本文研究了初始裂纹长度0a、高度H和宽度B对断裂韧性的影响,得到以下结论:(1)重组竹I型断裂(DCB试件)沿初始裂纹方向直线扩展,次生裂纹不会导致可见的分层断裂,即只存在一个断裂面。重组竹I型断裂荷载-位移曲线分为两种类型,初始裂纹长度影响曲线类型。由于重组竹纤维桥连作用和次生裂纹的产生与扩展,荷载-位移曲线中荷载下降段较平缓,甚至出现荷载平台段和微幅的上升,从而导致应变能释放率的增大。(2)初始裂纹长度越长,临界荷载越小,张开口位移越大。临界荷载与试件高度和宽度正相关,试件高度越大,临界位移越小,试件越宽,临界位移越大。(3)通过高速摄像机和数字图像相关计算(DIC-2D系统)进行全场应变分析确定裂尖位置,给出荷载-裂纹长度曲线,发现荷载随裂纹长度几乎线性下降,且试件高度和宽度越大,裂纹扩展一段时间后荷载下降速度越快。(4)对于不同尺寸的试件,修正梁理论法中裂纹长度调整参数(35)取值跨度大,从6mm~155mm,没有明显的规律,柔度法系数n在2~3之间波动,柔度法修正系数A取值集中在20~40之间。通过基本梁理论计算得到的应变能释放率的计算结果偏高,而修正裂纹长度、通过几组柔度试验标定柔度和修正柔度法计算结果基本一致,本文重组竹应变能释放率计算结果是基于修正柔度标定法得到的。(5)初始裂纹长度对临界应变能释放率无明显影响;当高度在20mm~60mm之间时,临界应变能释放率无明显变化;当试件宽度从20mm增大到160mm时,临界应变能释放率先减小后趋于稳定,稳定时应变能释放率为1.2 N/mm,临界宽度值为60mm。(6)本文给出重组竹I型裂纹开裂时应变能释放率参考值GIini=0.4N/mm,临界应变能释放率参考值GIC=1.2 N/mm,对应应力强度因子KIin=70N/mm3/2,KIC=133 N/mm3/2。重组竹较原竹(0.3N/mm~1.1N/mm)、集成竹(0.47N/mm)、实木(0.49N/mm)和胶合木(0.63N/mm),具有较好的断裂韧性。本文建议设计DCB试件宽度取大于60mm以得到稳定的临界应变能释放率,试件厚度取20mm~40mm,长度取大于400mm以观察重组竹试件内部纤维桥连现象,达到应变能释放率稳定值。
其他文献
在低压接触器中,MeO/Ag电触头具有广泛应用,其中CdO/Ag性能优良,但其带来的镉污染问题使其应用受到限制;最有可能替代CdO的SnO2,却存在与Ag之间润湿性差的问题,从而造成触点
背景与目的胃癌(GC)是我国最常见的恶性肿瘤之一,胃癌中病理类型中占90%以上的为胃腺癌,其死亡率居全球恶性肿瘤死亡率的第二位。近年来我国胃腺癌发病有年轻化趋势。由于中
本文综合评述了陶瓷废渣循环利用及蒸压加气混凝土保温墙体材料的研究现状和存在的问题,提出了研究重点和发展趋势。基于一系列实验和分析表征,研究了陶瓷废渣粉的材料化属性
随着全球经济的不断发展,人类对石油天然气等能源的需求不断增长。而随着陆地能源资源的逐渐消耗,人类将目光转向资源丰富的海洋,海洋平台作为油气等资源开发的必需技术装备,
二硒化镍(NiSe2)形貌易调控,理论比容量高,储量丰富,价格低廉,是理想的钠离子电池负极材料。但它存在体积膨胀、动力学迟缓等问题,导致倍率性能和循环稳定性仍有待提高。针对上
目的1、运用实时荧光定量PCR及免疫蛋白印方法检测CK15和E-cadherin在人食管鳞状细胞癌组织、癌旁组织及正常食管组织中的表达情况;2、探讨CK15和E-cadherin在食管鳞状细胞癌
由于石油资源的限制和排放法规的影响,可再生的新型代用燃料和发动机缸内净化技术成为了目前内燃机的主要研究方向。正丁醇作为新型代用燃料由于其优异的物理化学性质收到了
我国水资源蕴藏量巨大,水电是我国重要的能源资源,但是许多流域中泥沙含量较高,水轮机在运行中会遭到泥沙的磨损,机组内部磨损后会出现机组振动、过流部件破坏及效率下降等问
伴随着经济的高速发展,冷库行业的建设也进入了快车道。近些年我国冷库容量增加迅速,但整体能源利用率不高。目前日本的冷库能源利用率为40%以上,欧洲发达国家的冷库能源利用
L-谷氨酸氧化酶是一种黄素蛋白酶,可以专一性地氧化L-谷氨酸(或L-谷氨酸盐)生成过氧化氢、氨和α-酮戊二酸。α-酮戊二酸可以作为合成氨基酸及肽类药物的前体物质,被广泛应用