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PMMA膨胀环动态拉伸碎裂实验研究

李天密 张佳 方继松 刘丽芝 郑宇轩 周风华

李天密, 张佳, 方继松, 刘丽芝, 郑宇轩, 周风华. PMMA膨胀环动态拉伸碎裂实验研究[J]. 力学学报, 2018, 50(4): 820-827. doi: 10.6052/0459-1879-18-016
引用本文: 李天密, 张佳, 方继松, 刘丽芝, 郑宇轩, 周风华. PMMA膨胀环动态拉伸碎裂实验研究[J]. 力学学报, 2018, 50(4): 820-827. doi: 10.6052/0459-1879-18-016
Li Tianmi, Zhang Jia, Fang Jisong, Liu Lizhi, Zheng Yuxuan, Zhou Fenghua. EXPERIMENTAL STUDY OF THE HIGH VELOCITY EXPANSION AND FRAGMENTATION OF PMMA RINGS[J]. Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 2018, 50(4): 820-827. doi: 10.6052/0459-1879-18-016
Citation: Li Tianmi, Zhang Jia, Fang Jisong, Liu Lizhi, Zheng Yuxuan, Zhou Fenghua. EXPERIMENTAL STUDY OF THE HIGH VELOCITY EXPANSION AND FRAGMENTATION OF PMMA RINGS[J]. Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 2018, 50(4): 820-827. doi: 10.6052/0459-1879-18-016

PMMA膨胀环动态拉伸碎裂实验研究

doi: 10.6052/0459-1879-18-016
基金项目: 国家自然科学基金项目(11402130, 11390361), 浙江省重点科技创新团队项目(2013TD21)和浙江省“力学”重中之重学科开放基金项目资助.
详细信息
    通讯作者:

    郑宇轩

  • 中图分类号: O346.1;

EXPERIMENTAL STUDY OF THE HIGH VELOCITY EXPANSION AND FRAGMENTATION OF PMMA RINGS

  • 摘要: 在强动载作用下, 脆性材料的碎裂问题是一个重要的研究课题, 而脆性材料在冲击拉伸载荷下的力学行为的实验研究相对较匮乏. 提出了一种动态拉伸断(碎)裂的液压膨胀环实验技术, 可用于准脆性/脆性材料的动态拉伸. 利用该技术对有机玻璃(PMMA)圆环试件进行了不同膨胀速度下的动态碎裂实验研究. 从回收碎片的断口形貌和碎片内部残余裂纹观察可知试件的破碎由环向拉伸应力造成, 碎片断口处发出的稀疏波会将周围的拉伸应力卸载, 从而抑制其他裂纹的进一步发展. 利用超高速相机记录了试件的膨胀碎裂过程, 利用DISAR激光速度干涉仪获得了试件外表面粒子的径向膨胀速度历史, 通过试件上的应变片获得了试件的应变历史和断裂应变. 实验结果表明: 在拉伸应变率150~500s-1范围, 材料的动态断裂应变低于准静态加载下的断裂应变, 体现出“动脆”现象; 随着加载应变率的提高, PMMA 材料的碎片尺寸减小; 无量纲化的PMMA圆环的平均碎片尺寸介于韧性碎裂模型和脆性碎裂模型的预测数值之间, 反映出材料的准脆性特性.

     

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