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UPVC材料广泛用于工程关键结构,但我国少见其疲劳与复合型断裂性能,特别是冲击载荷下高速裂纹扩展性能机理的研究文献。这些机理的研究可以预知裂纹在材料中的准静态和高速扩展规律以及断裂参数,建立准静态和动态断裂判据。在进行抗断裂设计、结构失效评估及结构剩余寿命估计等方面具有重要的理论和工程意义。因而研究具有重要的应用价值和学术价值。但由于裂纹尖端奇异性的存在,使裂纹在准静态和高速扩展的过程极为复杂,带来理论、实验及数值分析各方法上的困难。本文采用实验为基本研究手段,基于断裂力学理论,结合数字图像相关技术和断裂试验,分别研究在准静态荷载作用下和冲击荷载作用下UPVC材料的断裂性能。本文的研究工作和成果主要有以下几方面:1.通过UPVC板材准静态断裂试验,结合数字图像相关技术对其在准静态荷载作用下的力学性能进行研究。1)UPVC板材在纯Ⅰ型和复合型加载方式下的裂纹扩展路径;两种加载方式下,外部荷载F与裂纹扩展量Δa之间的关系,以及在两种加载方式下的抗断性能;两种加载方式下的裂纹尖端张开位移δC1,及其分量δⅠ,c1.δⅡ,c1.2)通过Vic2D计算软件,计算UPVC试件在纯Ⅰ型和复合型加载方式下裂纹启裂前裂纹尖端的位移场和应变场;在两种加载方式下裂纹扩展时裂纹尖端的位移场和应变场,并进行可行性分析。2.通过UPVC板材冲击断裂试验,结合数字图像相关技术对其在冲击荷载作用下的力学性能进行研究。1)UPVC板材在纯Ⅰ型和复合型加载方式下的裂纹扩展路径;两种加载方式下,裂纹扩展速度v与裂纹扩展量Δa之间的关系。2)通过Vic2D计算软件,计算UPVC试件在纯Ⅰ型和复合型加载方式下裂纹启裂前裂纹尖端的位移场和应变场,并进行可行性分析。3.通过扫描电镜对UPVC板材断面和疲劳裂纹尖端的形貌观察分析。1)UPVC材料在疲劳阶段的断裂形式;在准静态荷载作用下裂纹准静态扩展时的断裂形式;在冲击荷载作用下裂纹高速扩展时的断裂形式。2)UPVC材料在疲劳荷载作用下疲劳裂纹的扩展类型。