基于 Griffith 准则的巴西劈裂试验裂纹起裂位置分析
地球物理
2022-09-15 v1 计算工程、金融与科学
摘要
巴西劈裂试验极为流行，同时也引发了显著争议。争议的主要根源在于其间接性：材料抗拉强度是在假设裂纹于试样中心起裂的前提下推断的。本文使用 Griffith 准则与有限元分析来映射导致中心裂纹成核的条件（夹具几何与材料性质）。与以往研究不同，我们不局限于评估圆盘中心的应力状态；而是利用广义 Griffith 准则的破坏包络面来确定裂纹成核位置。我们发现，巴西劈裂试验有效的条件范围远比先前假设的要窄，现行实践与标准对多种类岩材料并不适用。所得结果被用于制定一套实验协议，实验人员可据此获得材料抗拉强度的有效估计。我们通过文献中有效与无效试验的具体案例加以展示。此外，为便于该协议的采用，我们提供了一个 MATLAB App，可判定任意试验条件下实验的有效性。
引用
@article{arxiv.2209.06456,
title = {Griffith-based analysis of crack initiation location in a Brazilian test},
author = {Y. Navidtehrani and C. Betegón and R. W. Zimmerman and E. Martínez-Pañeda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.06456},
year = {2022}
}