根据研究发现，半圆盘弯曲实验测量结果重复性较好，是一种适用于评价复合材料弯拉强度的简单实验方法［6，7］。研究者在半圆盘弯曲实验试样的受力状态研究中，发现公式中的应力系数有的比较接近，有的相差甚远。目前，适合的测量炸药材料拉伸性能的方法并不多，因此采用半圆盘弯曲实验研究炸药拉伸力学性能的方法有很大研究空间。......
2023-06-27
半圆盘弯曲实验优化方案
【摘要】：图4－5 所示为半圆盘弯曲实验装配图，其中样品底部支座距离为16 mm，是直径的80%。图4－6 所示为半圆盘弯曲实验典型的破坏形貌，无预制裂纹的试样在中部形成裂纹，劈裂破坏；有预制裂纹的样品，沿着预制裂纹前端，贯穿整个试样，最终破坏。表4－3无预制裂纹半圆盘实验的最大拉应力
4.2.2.1 实验结果分析
半圆盘弯曲实验的试样采用直径20 mm 的模压热压的PBX 试样，材料密度为1.829 g／cm3。预制裂纹的长度为：0.80 mm，0.96 mm，1.52 mm，2.30 mm，3.14 mm，3.66 mm，3.30 mm 和5.00 mm，裂纹尖端半径为0.15 mm。图4－5 所示为半圆盘弯曲实验装配图，其中样品底部支座距离为16 mm，是直径的80%。图4－6 所示为半圆盘弯曲实验典型的破坏形貌，无预制裂纹的试样在中部形成裂纹，劈裂破坏；有预制裂纹的样品，沿着预制裂纹前端，贯穿整个试样，最终破坏。表4－2 所示为不同预制裂纹长度的实验结果，因为样品的厚度略有差别，为了方便比较，采用单位厚度的破坏载荷进行对比分析。
图4－5 半圆盘弯曲实验装配图
（a）无预制裂纹；（b）预制裂纹长度为0.96 mm
图4－6 半圆盘的破坏形态
（a）无预制裂纹；（b）预制裂纹长度为0.96 mm
表4－2 半圆盘弯曲实验结果
4.2.2.2 黏聚裂纹模型参数
在经典断裂力学中，对于二维问题中存在预制裂纹，并且为张开型的Ⅰ型裂纹，存在断裂能GF和断裂韧性KIC的关系为
在平面应力条件下，E′＝E；在平面应变条件下，
。其中，E为弹性模量，υ 为泊松比，这个关系式适用于脆性材料。实验测得PBX 模拟材料的断裂韧性KIC＝（0.50 ±0.02）MPa·m1／2［11］，泊松比为0.36，弹性模量为10.2 GPa，则断裂能GF计算可得0.022 4 N／mm。
根据半圆盘实验的最大拉应力的计算公式（4－21）、式（4－22）和式（4－23），获得无预制裂纹半圆盘实验的最大拉应力为（13.86 ±1.36）MPa，如表4－3 所示。
表4－3 无预制裂纹半圆盘实验的最大拉应力
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