文章摘要
管俊峰,胡晓智,王玉锁,李庆斌,吴智敏.用边界效应理论考虑断裂韧性和拉伸强度对破坏的影响[J].水利学报,2016,47(10):1298-1306
用边界效应理论考虑断裂韧性和拉伸强度对破坏的影响
Effect of fracture toughness and tensile strength on fracture based on boundary effect theory
投稿时间:2015-11-26  
DOI:10.13243/j.cnki.slxb.20151265
中文关键词: 边界效应  断裂韧度  拉伸强度  ASTM  RILEM
英文关键词: boundary effect  fracture toughness  tensile strength  ASTM  RILEM
基金项目:国家自然科学基金重点项目(51339003);国家自然科学基金项目(51209094);Two Australian Research Council Discov-ery Grants(2000-2009);郑州市科技攻关项目(153PKJGG111)
作者单位
管俊峰 华北水利水电大学 土木与交通学院, 河南 郑州 450045
西澳大学 机械与化学工程学院, 澳大利亚 珀斯WA 6009 
胡晓智 西澳大学 机械与化学工程学院, 澳大利亚 珀斯WA 6009 
王玉锁 西南交通大学 土木工程系, 四川 成都 610031 
李庆斌 清华大学 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京 100084 
吴智敏 大连理工大学 海岸与近海工程国家重点实验室, 辽宁 大连 116024 
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中文摘要:
      采用边界效应理论,研究了断裂韧性和拉伸强度对材料与结构破坏的影响。边界效应模型中通过引入等效裂缝,可同时反映试件前边界与后边界对断裂特性的影响;基于等效裂缝与特征裂缝的比值,即可判断试件处于强度准则、韧度准则或准脆性断裂等何种破坏模式。边界效应模型不仅适用于线弹性断裂条件,而且适用于弹塑性断裂分析,解决了ASTM规范及RILEM规范的局限。鉴于ASTM规范确定材料断裂韧度对试件初始缝长与试件尺寸等的严格限制,本文基于边界效应理论,建立了由RILEM规范中小尺寸试件确定材料断裂韧度与拉伸强度的方法,相关试验成果证明了所提方法的合理性与适用性。
英文摘要:
      Based on the Boundary Effect Theory, the effect of fracture toughness and tensile strength on fracture of material and structure were studied. The equivalent crack ae is introduced in Boundary Effect Model (BEM), by which two separate boundary measurements are effectively combined into a single and unified boundary measurement. Based on the ratio of equivalent crack to characteristic crack ae/a*,the frac-ture control mode such as strength criteria, fracture criteria and quasi-brittle fracture, can be determined. BEM can be applied in LEFM and elastic-plastic fracture analysis, and the limit scope of application of ASTM standard and RILEM standard has been solved by BEM. Given that ASTM strict limitations to deter-mine fracture toughness such as initial crack length and specimen size and others, a method for determin-ing fracture toughness and tensile strength according to small specimen of RILEM was proposed. The reason-ability and applicability of the proposed method has been confirmed by test results analysis.
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