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本文在前面研究基础上,围绕PMMA板中裂纹的高速传播问题,从实验和数值模拟方面进行了进一步研究,主要的内容如下:(1)采用实验方法观察偏心起裂裂纹在固支预拉伸加载的PMMA带板内的弯曲传播现象,并定量分析偏心距离和荷载幅值对裂纹动态传播行为的影响。研究表明:在一个细长、上下表面固定、预拉伸的带板中,偏心裂纹在传播过程中向中心弯曲;裂纹的弯曲行为与偏心位置相关,相同预加荷载下,偏心位置越偏离中心,其弯曲的行为越明显;低预加载荷不改变偏心裂纹路径,高预加载荷会导致裂纹分叉;如果同时启动双裂纹,在实验所能达到的范围内,双裂纹中只有一条裂纹能够传播,其行为与单条偏心裂纹一致。(2)采用ABAQUS求解器,根据内聚力模型(cohesive-model)开发了用户材料子程序(VUMAT),模拟PMMA板偏心裂纹的传播行为;与实验图像对比,数值模拟结果与实验现象定性一致;定量地,计算得到的裂纹速度和实际测量数值也基本一致。(3)在PMMA板中间开一个凹槽,形成一个弱化带,研究裂纹在弱化带内的高速传播行为,分别用高速摄影和断裂丝的方法来记录裂纹的传播速度,从实验中发现裂纹在高预加载荷下不发生分叉现象,统计出来的传播速度达到1000m/s,而本文中采用的PMMA板材料的Rayleigh极限波速通过实验测量和计算为915m/s,这是首次在有机玻璃板中裂纹速度达到Rayleigh极限波速的实验;通过对弱化带的内部裂纹断面进行实验观察,随着裂纹传播速度的慢慢增加,观察到裂纹表面呈现镜面-稀疏抛物线-稠密抛物线-周期沟槽的模式,而后随着速度增大到1000m/s时,会观察到表面晶体出现极度碎裂的现象。