摘要：针对有机玻璃结构在服役中易产生表面裂纹而导致结构破坏的问题,首先利用标准试件测定该材料在不同应力比下的裂纹扩展数据,基于三维裂纹扩展理论得到该材料几何、应力比无关的真实扩展速率。然后利用专业裂纹分析软件对典型疲劳载荷下的三维表面裂纹扩展进行预测研究。最后基于精密加工技术制备含三维表面裂纹试件,进行不同载荷下的疲劳扩展实验,验证了模拟预测寿命和裂纹形貌的准确性。

摘要：针对有机玻璃构件在服役过程中常因交变载荷而导致表面裂纹的产生和疲劳扩展,进而引起断裂的行为,课题组通过仿真研究来预测有机玻璃的表面裂纹疲劳扩展寿命。采用7点递增多项式法拟合疲劳裂纹扩展速率得到材料参数;基于裂纹尖端应力场分析软件,将穿透直裂纹测定的材料参数准确应用到表面裂纹的寿命预测上;采用表面裂纹疲劳扩展试验用于验证仿真结果。研究结果表明利用该方法预测的表面裂纹扩展寿命、裂纹扩展形貌与试验吻合较好。该项研究为有机玻璃结构的损伤容限设计提供了一定的参考。