机械工程学报

作者：张顺, 薛河, 张嘉庆, 武军

单位：1. 西安科技大学机械工程学院 西安 710054;2. 莱斯特大学工程学院 莱斯特 LE1 7RH 英国

关键词：有机玻璃,内聚力模型,半椭圆表面裂纹,裂纹扩展；

基金：国家自然科学基金资助项目(52075434，52211530102)。

有机玻璃的裂纹起裂及扩展研究对其工程构件的结构完整性分析及寿命预测具有重要意义。利用内聚力模型对有机玻璃中常见的半椭圆表面裂纹扩展进行分析。首先通过标准断裂韧性试验和有限元反演法确定有机玻璃的内聚力模型参数；然后进行半椭圆表面裂纹宽板拉伸试验和有限元仿真，对比二者结果；最后利用内聚力模型研究不同形状的半椭圆表面裂纹扩展行为。结果表明，仿真和试验的峰值载荷及准静态条件下的裂纹扩展形貌均具有良好的一致性，证明了内聚力模型及参数的有效性；当初始裂纹深度不变时，峰值载荷随着初始裂纹长度的增大而减小；在裂纹扩展的初始阶段，长裂纹在深度方向扩展更多而在长度方向扩展较少，短裂纹则相反，但随着裂纹扩展，其深度和长度的形状比都趋于同一数值。

来源：2025年第24期

《机械工程学报》期刊编辑部

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