基于数字梯度传感方法的V粘合结构的断裂行为实验研究

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 断裂力学 断裂力学 断裂力学
• 实验力学 实验力学 实验力学

背景情况:

• 了解断材料的断裂行为对于结构完整性至关重要.
• 聚甲基甲酸 (PMMA) 是一种常见的聚合物,用于各种应用.
• 模式I断裂是一种关键故障模式,涉及垂直于裂的拉力应力.

研究的目的:

• 为了比较研究单片和粘合的PMMA标本的V缺陷的模式I断裂行为.
• 分析V角对断裂负载和断裂性的影响.
• 评估数字梯度传感 (DGS) 方法在表征断裂力学参数方面的有效性.

主要方法:

• 制造具有相同V缺陷的单件和粘合PMMA标本.
• 在平面应力条件下进行三点曲试验.
• 数字梯度传感 (DGS) 用于测量V附近的角度光偏移.
• 应用拉斯托光学原理和线性弹性断裂力学 (LEFM) 用最小平方方法计算应力强度因子 (SIF).

主要成果:

• 在不同的压力条件下,对两种样本类型的压力强度因子 (SIF) 的实验性确定.
• 量化V角对断裂负荷和断裂性的影响.
• 在单片和结合样本之间观察到模式I骨折行为中的显著差异.

结论:

• 维角切口对PMMA标本的断裂负载和性产生重大影响.
• 一件和粘合样本在I模式负载下表现出明显的断裂特征.
• 与LEFM相结合的DGS方法提供了一种可行的方法,用于分析断材料中的断裂力学.