冲击载荷下镁铝合金裂纹动态扩展过程的数值模拟.PDF

第 卷 第 期 爆 炸 与 冲 击 ， ３６ ５ Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．５ 　 　 　 年 月 ， ２０１６ ９ ＥＸＰＬＯＳＩＯＮ ＡＮＤ ＳＨＯＣＫＷＡＶＥＳ Ｓｅ ｔ． ２０１６ 　 　 　 　 　 ｐ 　 ： ／ （ ） ＤＯＩ １０．１１８８３１００１１４５５２０１６０５０６４８０７ － － － 冲击载荷下镁铝合金裂纹动态 扩展过程的数值模拟＊ ， ， ， 郭历伦 钟卫洲 陈忠富 罗景润 （ ， ） 中国工程物理研究院总体工程研究所 四川绵阳 ６２１９９９ ： ， 。 摘要 采用基于黏聚裂纹模型的扩展有限元方法 开展了镁铝合金结构冲击破坏过程的数值模拟研究 　　 ， 。 ， 通过镁铝合金三点弯曲试样冲击实验 获得了不同子弹撞击速度下试样的冲击破坏模式 在此基础上 建立 ， ， 。 了实验结构的扩展有限元模型 并采用最大主应力准则 以及含损伤型的本构关系模拟材料的冲击断裂行为 ， 。 、 、 ／ 对于裂纹尖端附近区域 采用黏聚裂纹模型模拟裂纹的断裂过程 对子弹速度分别为 １２．２ １５．１ ２６．３ ｍ ｓ ， 。 的 种工况下镁铝合金试样的动态破坏过程进行了数值模拟研究 获得了与实验相一致的断裂模式 计算结 ３ ， ， 。 ， 果表明 试样以 型断裂模式为主 裂纹沿初始预制裂纹方向扩展 当裂纹扩展到一定程度后 在试样韧带区 Ⅰ ， ， ， 域被撞击端附近 由于应力波及边界效应导致该区域处于复杂应力状态 试样出现复合型断裂模式 裂纹偏离 ， 。 原扩展路径 与本文实验结果相吻合 ： ； ； ； ； ； 关键词 固体力学 动态破坏 扩展有限元 镁铝合金 黏聚裂纹模型 三点弯曲实验 　　 中图分类号： 国标学科代码： 文献标志码： Ｏ３４７．３