測量裂紋構件斷裂參量的數(shù)字散斑相關方法.pdf

1、實驗和工程實踐表明大部分零部件在其使用期限內都存在裂紋，裂紋在環(huán)境和載荷作用下會擴展，從而會降低結構的安全性，使結構完整性下降甚至功能完全喪失，或造成災難性事故。而在工程實際中裂紋往往出現(xiàn)在邊界條件比較復雜的地方，利用有限元分析裂紋尖端斷裂參量就變得費時費力，有時候還會碰到問題。因此，發(fā)展測量帶裂紋構件斷裂參量的數(shù)字散斑相關方法，對建立監(jiān)測裂紋擴展和對結構安全分析的現(xiàn)場即時評估系統(tǒng)具有十分重要的意義。
　　本文分別利用數(shù)字散斑相關

2、法(DSCM)和ABAQUS有限元數(shù)值分析軟件測量計算緊湊拉伸試件和三點彎曲試件Ⅰ型裂紋的斷裂參量，即斷裂驅動力J積分和裂紋約束參數(shù)A2，并將DSCM實驗的計算結果與有限元分析進行比較，以驗證用DSCM測量斷裂參量的適用性。
　　首先利用MTS實驗機對緊湊拉伸試件和三點彎曲試件做斷裂測試實驗，利用DSCM圖像采集軟件(Vic-Snap)采集加載前后的散斑圖，并利用二維DSCM圖像分析軟件(Vic-2D)對圖像進行分析計算，得到裂紋

3、尖端區(qū)域的位移，應力和應變場。然后編寫MATLAB程序，由J積分定義公式在裂紋尖端區(qū)域圍道上進行積分得到J積分值，并根據(jù)彈塑性裂紋尖端場的J-A2三項解通過在裂紋前沿位移匹配得到約束參數(shù)A2。最后建立上述實驗用的限元模型，利用ABAQUS軟件分析試件的斷裂參量J積分，同樣通過位移匹配計算約束參數(shù)A2。
　　分析結果表明:用DSCM實測得到的斷裂參量（即J，A2）與有限元分析得到的結果吻合較好，DSCM在測量斷裂參量上適用。