定向有機(jī)玻璃力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來由于飛機(jī)艙蓋有機(jī)玻璃部件斷裂破壞造成的爆艙事故屢次發(fā)生，以及空中飛行可視范圍擴(kuò)大的需要，飛機(jī)透明件定向有機(jī)玻璃材料的力學(xué)性能逐漸得到研究人員的重視。本文分別沿不同方向在定向有機(jī)玻璃板材中取出兩種試件，并運(yùn)用等達(dá)因法測試定向有機(jī)玻璃的應(yīng)力狀態(tài)。通過分析不同試件沿不同方向入射的等達(dá)因條紋圖可以得出定向有機(jī)玻璃具有各向異性力學(xué)行為，并建立定向有機(jī)玻璃的各向異性力學(xué)模型，其由六個(gè)獨(dú)立的彈性常數(shù)所確定。 運(yùn)用數(shù)字圖像頻域圖像相關(guān)分析

2、法測試定向有機(jī)玻璃各個(gè)方向上的彈性常數(shù)。數(shù)字圖像頻域圖像相關(guān)分析法的原理為記錄被測物體加載前后的灰度圖像，并運(yùn)用逐點(diǎn)或全場分析方法求得被測物體表面的變形，本文選用逐點(diǎn)分析方法。通過分析測得的各個(gè)方向上的彈性常數(shù)，得出定向有機(jī)玻璃沿取向方向上的力學(xué)性能要比在與取向垂直的方向力學(xué)性能強(qiáng)，此結(jié)論也能反映定向有機(jī)玻璃各向異性的力學(xué)行為，進(jìn)而驗(yàn)證所建立的模型的正確性。 由于定向有機(jī)玻璃具有各向異性的力學(xué)行為，本文分別測試在兩個(gè)不同平面內(nèi)開

3、裂的斷裂韌性，一是裂紋在取向平面內(nèi)，另一是裂紋在與取向平面垂直的平面內(nèi)。由于受到試件尺寸的限制，沒有足夠的空間置入引伸計(jì)，故本文運(yùn)用數(shù)字圖像頻域相關(guān)分析法代替引伸計(jì)來測裂紋張口位移Ⅴ。測試出的在取向平面內(nèi)開裂的斷裂韌性要比在與取向平面垂直的平面內(nèi)開裂的斷裂韌性大，由此可得在與取向平面垂直的平面內(nèi)開裂表面裂紋比在取向平面內(nèi)開裂的孔周裂紋更容易開裂，因此必須更加關(guān)注飛機(jī)艙蓋上的表面裂紋。 為了與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，根據(jù)建立的模型和測得