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切槽孔爆炸载荷下裂纹扩展行为的实验研究 摘要: 本文基于切槽孔作为载荷的裂纹扩展情况进行实验研究,通过应变测量仪、数字图像测量系统等仪器测量裂纹面的长度和应力数据,研究不同载荷下裂纹扩展行为,探讨裂纹扩展规律及其影响因素,结合表面形貌观察及SEM分析,分析裂纹生长方式和扩展机制,为材料断裂问题提供参考和依据。 关键词:切槽孔、载荷、裂纹扩展、应变测量、SEM分析 Abstract: Basedontheexperimentalstudyonthecrackpropagationbehaviorundertheexplosiveloadoftheslithole,thelengthandstressdataofthecracksurfaceweremeasuredbystraingaugeanddigitalimagemeasurementsystem,andthecrackpropagationbehaviorunderdifferentloadswasstudiedtoexplorethecrackpropagationlawanditsinfluencingfactors.CombinedwithsurfacemorphologyobservationandSEManalysis,thecrackgrowthmodeandexpansionmechanismwereanalyzed,providingareferenceandbasisformaterialfractureproblems. Keywords:Slithole,load,crackpropagation,strainmeasurement,SEManalysis 论文正文: 引言 在机械加工、工程结构中,材料的抗拉强度和韧性是十分重要的,而材料断裂一般伴随着裂纹的产生或者扩展。如何理解、预测和控制裂纹扩展过程是一项非常关键的任务。因此,对于裂纹扩展行为的研究及其机理有着重要的意义。 过去的研究表明,裂纹的大小和结构都对其扩展行为起到了很大的影响。因此,构造出一种能够创造不同结构裂纹的方法是十分必要的。本文利用切槽孔的方式来制作载荷,从而研究裂纹在不同载荷下的扩展情况,探究其扩展规律和影响因素。 实验方法 1.试验设备 试验设备包括应变测量仪、数字图像测量系统、热解电子显微镜等。 2.试验材料和制备 试验材料选择了钢板作为研究对象。制备时首先将材料切割成大小适宜的样品,在样品表面上打入切槽孔。 3.试验步骤 首先进行材料预处理,然后将样品放置在试验设备中,给予不同的载荷并测量应变和裂纹长度,随后进行表面形貌观察和SEM分析。 结果与分析 1.裂纹长度与载荷的关系 通过实验测量可以得出不同载荷下的裂纹长度和应力数据,其中,载荷越大,则裂纹长度也越大。该结果与传统理论模型的结果比较吻合。 2.裂纹扩展机制和影响因素 在SEM分析中发现,裂纹在扩展过程中会伴随着断裂、开口、错位等情况,同时被控制住的裂纹有更明显的压力集中现象。 结论 通过本次实验可知,在切槽孔作为载荷下,裂纹的扩展受到了载荷大小、裂纹结构、材料本身等多种因素的影响。同时,实验结果有助于预测和控制裂纹扩展行为,为材料断裂问题提供了参考和依据。 参考文献: [1]J.W.Rudnicki,M.R.Ward.Experimentalobservationsoftensilecrackpropagationinrock[J].Int.J.RockMech.Min.Sci.&Geomech.Abstr.1985,22(6):393-404. [2]F.P.Bowden,D.Tabor.TheFrictionandLubricationofSolids:PartII[M].InternationalPublishersCo.Inc.1964. [3]A.H.Cottrell.Theoreticalaspectsofthestrengthofcrystals[J].Trans.FaradaySoc.1953,49:1128-1135.