[實用新型]粘接界面Ⅲ型斷裂能量釋放率的測試試件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320555921.5
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN203551346U
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡少青;鞠玉濤;陳雄;鄭健;周長省;許進升;周清春;韋震;王鴻麗
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N19/04
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于固體力學(xué)基本力學(xué)特性測試領(lǐng)域，特別是一種粘接界面Ⅲ型斷裂能量釋放率的測試試件。?

背景技術(shù)

能量釋放率定義為裂紋擴展單位面積時裂紋體所釋放出來的能量，與結(jié)構(gòu)的受力形式、裂紋尺寸和形式有關(guān)。通常，將能量釋放率臨界值成為斷裂韌度，是材料或者粘接界面的一個特征參數(shù)，是材料或者界面阻止宏觀裂紋失穩(wěn)擴展能力的度量。是材料固有的特性，與材料本身、熱處理及加工工藝有關(guān)。?

基本的斷裂模式有Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型。Ⅰ型斷裂也叫張開型斷裂（open?mode），是一種最為危險也是研究最為深入的斷裂模式。Ⅱ型斷裂也叫滑移型斷裂（slide?mode），Ⅲ型斷裂也叫撕裂型斷裂（twist?mode），它們都和剪切應(yīng)力有關(guān)。關(guān)于Ⅰ型、Ⅱ型斷裂基本參數(shù)的測量有了長足的發(fā)展，測試方法較同意有些已經(jīng)形成標(biāo)準(zhǔn)，如用于測量Ⅰ型斷裂參數(shù)的緊湊拉伸實驗，單邊切口拉伸實驗、雙邊切口拉伸實驗、單邊切口三點彎曲實驗，中心裂紋壓縮試驗等；用于測量Ⅱ型斷裂參數(shù)的單剪切實驗、雙剪切實驗，側(cè)邊開口三點彎曲實驗等。?

關(guān)于Ⅲ型裂紋開裂的研究比較少，未能形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)及方法。目前用的方法有：滑道式裂紋剪切（crack?rail?shear）、懸臂梁開裂（split?cantilever?beam）剪切、邊裂紋扭轉(zhuǎn)（edge?crack?torsion）、傾斜裂紋拉伸（slant?notch?tension）等，然而這些方法存在一定的缺陷。有的不能提供純剪切應(yīng)力，斷裂不再是簡單的Ⅲ型斷裂，變成復(fù)合型斷裂(見A?comparison?of?Mode?III?threshold?under?simple?shear?and?RCF?conditions，M.G.Tarantino,S.Beretta,S.Foletti,J.Lai，Engineering?Fracture?Mechanics，Volume78,Issue8,May2011,Pages1742–1755)。有的則是受試件及材料本身特性的限制，在實驗過程中發(fā)生Ⅰ型、Ⅱ型斷裂，導(dǎo)致實驗成功率低。或者實驗需要專有的實驗設(shè)備，無法再萬能實驗機上完成(見A?comparison?of?Mode?III?threshold?under?simple?shear?and?RCF?conditions，M.G.Tarantino,S.Beretta,S.Foletti,J.Lai，Engineering?Fracture?Mechanics，Volume78,Issue8,May2011,Pages1742–1755)。并且該方法必能應(yīng)用于界面III斷裂實驗。文獻“Design?and?analysis?of?a?new?six-point?edge?crack?torsion(6ECT)specimen?for?mode?III?interlaminar?fracture?characterisation”（A.B.Pereira,A.B.de?Morais,M.F.S.F.de?Moura，Composites?Part??A:Applied?Science?and?Manufacturing，Volume42,Issue2,February2011,Pages131–139），提出了一種板條狀試件6點邊界加載試驗，試驗中加載點較多，而且不利于對稱加載，因此有必要對Ⅲ型裂紋斷裂韌性的測試試件及實驗方法做出改進。?

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種等夠有效且易操作的用于測量粘接界面Ⅲ型斷裂能量釋放率的測試試件。?

實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)解決方案為：?

一種粘接界面Ⅲ型斷裂能量釋放率的測試試件，試件包括兩塊長方形平板，兩塊長方形平板在最大的面上通過粘接面粘接在一起，其中粘接面為長方形，其中粘接面的三個邊界與平板的邊界重合，兩個長方形平板未粘接部分為初始裂紋。?

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點：?

（1）利用本實用新型粘接界面Ⅲ型斷裂能量釋放率的測試試件，可以保證相對的純剪切應(yīng)變，保證試件斷裂為Ⅲ型裂紋斷裂。?

（2）試件簡單易于操作與加工，實驗簡單，有利于較少實驗經(jīng)費。?

（3）應(yīng)用本試件配合專用夾具在萬能實驗機上完成實驗，故而試驗系統(tǒng)簡單，有利于消除測試的系統(tǒng)誤差。?

（4）通過本實用新型試件得到的測試結(jié)果可以直接帶入能量釋放率的計算公式計算，不需要中間轉(zhuǎn)換步驟，計算簡單。?

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細(xì)描述。?

附圖說明