韩悌信，曾祥国，郭　杨，杨　鑫，陈华燕，李　洋

（四川大学建筑与环境学院，四川 成都 610065）

NiTi合金动态断裂过程的实验和数值方法研究

韩悌信，曾祥国，郭杨，杨鑫，陈华燕，李洋

（四川大学建筑与环境学院，四川 成都 610065）

为获得NiTi合金的动态起裂韧度和动态扩展速度与动态加载率之间的定量变化规律。利用分离式霍普金森压杆（SHPB）测试系统对单边三点弯曲试样（SENB）进行冲击加载试验，采用实验-有限元相结合的方法，获得动态断裂参数随时间的变化规律。SENB试样裂纹起裂时刻和裂纹扩展速度由粘贴在裂纹尖端的裂纹扩展计（CPG）测定。采用上述方法和数据获得NiTi合金的I型动态起裂韧度和动态扩展速度。实验结果表明：裂纹扩展计测得的起裂时刻与粘贴在同一试样上的监裂应变片测得的结果基本相符，因此可以利用裂纹扩展计代替传统的监裂应变片来监测裂纹起裂时刻，并获得NiTi合金的起裂韧度。同时，可以利用裂纹扩展计（CPG）获得裂纹动态扩展过程，绘制出裂纹扩展速度与时间的关系曲线，从而探讨NiTi合金的动态断裂韧度和裂纹扩展速度与动态加载率之间的定量变化规律。

霍普金森杆；数值方法；NiTi合金；裂纹扩展计；动态断裂过程

0　引　言

NiTi形状记忆合金以其独特的超弹性、形状记忆性能及良好的生物相容性而备受关注，目前已广泛应用于医疗外科、薄膜、航空和微机电等领域［1］。由于形状记忆合金在工程领域的特殊性，其工作环境较为恶劣，常遭受碰撞、挤压等动态荷载。……