| 海冰弯曲强度及其破坏过程的试验研究 |
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| 引用本文： | 孟丁丁,陈晓东,季顺迎.海冰弯曲强度及其破坏过程的试验研究[J].海洋通报,2021,40(6):609-620. |
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| 作者姓名： | 孟丁丁 陈晓东 季顺迎 |
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| 作者单位： | 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连116024 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划重点专项 （2017YFE0111400；2016YFC1401505）；国家自然科学基金 （51639004；41576179） |
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| 摘 要： | 为确定海冰温度、卤水体积等因素对海冰弯曲强度的影响,本文对辽东湾东岸海域的平整冰进行了现场取样,并在试验机压头加载速率为0.1 mm/s的情况下进行了三点弯曲试验.试验结果表明,海冰试样在-35～-5 ℃温度范围内呈现出三种不同的破坏模式,主要表现为海冰弯曲断裂时裂纹形状的差异.当温度在-15～-10℃之间时,海冰试样多表现为断裂面粗糙的韧性破坏模式,部分试样在主裂纹扩展过程中伴随有次生裂纹的衍生;当温度低于-15℃时,海冰试样多表现为脆性破坏,具有一条由下至上的完整光滑断裂面;而二次破坏的温度与脆性破坏、韧性破坏的温度均有交叉,分布于-20～-5 ℃之间,试验结果呈现上部粗糙下部光滑的断裂面.对海冰的应力分析表明,不同破坏模式下的弯曲强度值呈阶梯分布,海冰发生脆性破坏时的弯曲强度要高于其他两种破坏模式,发生韧性破坏时的弯曲强度最小.在不同断裂模式下,海冰的弯曲应力达到最大值后的下降趋势有明显差异,韧性断裂时弯曲应力下降缓慢,脆性破坏时则突然下降为0,而二次破坏应力突然下降后仍以较小的值缓慢下降至接近于0.最后,本文还讨论了海冰弯曲强度与卤水体积的对应关系,结果与其他相关文献具有很好的一致性.以上研究有助于更好地理解海冰的力学性质,为极地船舶与海洋工程结构抗冰设计提供参考依据.
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| 关 键 词： | 海冰 弯曲强度 破坏模式 韧脆特性 现场试验 |
| 收稿时间： | 2021/5/10 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2021/7/14 0:00:00 |
Experimental study on the flexural strength and failure process of sea ice |
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| MENG Dingding,CHEN Xiaodong,JI Shunying.Experimental study on the flexural strength and failure process of sea ice[J].Marine Science Bulletin,2021,40(6):609-620. |
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| Authors: | MENG Dingding CHEN Xiaodong JI Shunying |
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| Institution: | Experimental study on the flexural strength and failure process of sea ice |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | sea ice flexural strength failure mode ductile-brittle characteristics field experiment |
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