El efecto del estrés compresivo pre-cargado y la curvatura del defecto en el comportamiento de fractura inducida por explosión mediante modelos cáusticos y numéricos
Autores: Huang, Chen; Zhang, Zong-Xian; Aladejare, Adeyemi; Guan, Xianbo; Yu, Bingbing; Yang, Liyun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
El efecto del estrés compresivo pre-cargado y la curvatura del defecto en el comportamiento de fractura inducida por explosión mediante modelos cáusticos y numéricos
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Estudio
Efectos
Estrés preexistente
Defecto
Curvatura
Grietas inducidas por explosiones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, se investigaron los efectos del estrés compresivo uniaxial preloaded y la curvatura del defecto (prefabricado por corte láser) en las grietas inducidas por explosión y la propagación de ondas de estrés en especímenes de metacrilato de metilo polimérico (PMMA) utilizando la teoría de caústicas. Basándose en la relación matemática entre el estrés y la óptica, se calculó y analizó cuantitativamente el comportamiento de fractura (la trayectoria de propagación, los factores de intensidad de estrés dinámico (DSIFs), la velocidad de propagación, el ángulo de iniciación de la grieta principal y el grado de daño entre el defecto y el agujero de explosión). Los resultados muestran que el estrés preloaded podría principalmente restringir la propagación de la grieta principal en la dirección horizontal y reducir el ángulo de iniciación y el grado de daño en los defectos. Mientras tanto, la posición de iniciación de la grieta del defecto de curvatura positiva no estaba en el extremo del defecto. Además, la curvatura del defecto afectó significativamente la fractura inducida por explosión en comparación con los esfuerzos preloaded. Comparando la grieta principal con otros defectos de curvatura, los DSIFs, la velocidad, el tiempo de detención de la grieta, la longitud de la grieta y la distancia de desplazamiento horizontal de la grieta principal con defecto de curvatura negativa fueron los mayores. Se simuló la variación en el campo de esfuerzo completo en el espécimen bajo explosión y estrés preloaded mediante un modelo numérico. Los resultados muestran que la curvatura del defecto tiene un efecto significativo en las ondas de tracción en el extremo de los defectos, y el estrés de tracción de alto a bajo fue, , y , en ese orden.
Descripción
En este estudio, se investigaron los efectos del estrés compresivo uniaxial preloaded y la curvatura del defecto (prefabricado por corte láser) en las grietas inducidas por explosión y la propagación de ondas de estrés en especímenes de metacrilato de metilo polimérico (PMMA) utilizando la teoría de caústicas. Basándose en la relación matemática entre el estrés y la óptica, se calculó y analizó cuantitativamente el comportamiento de fractura (la trayectoria de propagación, los factores de intensidad de estrés dinámico (DSIFs), la velocidad de propagación, el ángulo de iniciación de la grieta principal y el grado de daño entre el defecto y el agujero de explosión). Los resultados muestran que el estrés preloaded podría principalmente restringir la propagación de la grieta principal en la dirección horizontal y reducir el ángulo de iniciación y el grado de daño en los defectos. Mientras tanto, la posición de iniciación de la grieta del defecto de curvatura positiva no estaba en el extremo del defecto. Además, la curvatura del defecto afectó significativamente la fractura inducida por explosión en comparación con los esfuerzos preloaded. Comparando la grieta principal con otros defectos de curvatura, los DSIFs, la velocidad, el tiempo de detención de la grieta, la longitud de la grieta y la distancia de desplazamiento horizontal de la grieta principal con defecto de curvatura negativa fueron los mayores. Se simuló la variación en el campo de esfuerzo completo en el espécimen bajo explosión y estrés preloaded mediante un modelo numérico. Los resultados muestran que la curvatura del defecto tiene un efecto significativo en las ondas de tracción en el extremo de los defectos, y el estrés de tracción de alto a bajo fue, , y , en ese orden.