泊松比影响下的巴西试验拉伸强度修正研究

"考虑泊松比的巴西试验拉伸强度公式修正" 这篇论文主要探讨了巴西试验中拉伸强度计算公式的修正，特别是考虑了泊松比的影响。巴西试验是一种常用的测定岩石等材料拉伸强度的方法，通常采用高径比为1的圆盘状试样。然而，现有的计算公式并未充分考虑泊松比对试样应力分布的影响。 作者喻勇和吴顺川通过三维有限元分析软件Marc进行了深入研究，他们模拟了不同泊松比（0至0.4）条件下的巴西试验试样，以探究泊松比对试样内部应力分布的影响。研究结果显示，泊松比的增加会导致试样内部拉应力范围扩大，同时试样端面上的拉应力也会增大。 现行的巴西试验拉伸强度计算公式基于二维弹性力学理论，忽略了试样三维受力的实际状况，因此存在一定的误差。这个公式为\( \sigma = \frac{P}{\pi dt} \)，其中\( \sigma \)代表拉伸强度，\( P \)是破坏荷载，\( d \)和\( t \)分别是试样的直径和厚度。然而，这个公式在处理不同厚度试样时会出现尺寸效应，即拉伸强度与试样尺寸有关。 为消除这种尺寸效应，作者提出了一种修正公式： \[ \sigma = \frac{kP}{\pi dt} + \frac{262}{2^{\frac{1}{2}}} \] 这里，\( k \)是试样的高径比。这个修正公式是在泊松比为0.22的情况下得出的。 论文指出，泊松比确实会影响试样的应力分布，这是之前公式未考虑的因素。弹性力学理论告诉我们，泊松比在确定空间问题的位移和应力分布中起着关键作用。因此，考虑泊松比对于更精确地评估材料的拉伸性能至关重要。 该研究对岩石力学领域具有重要意义，特别是在进行巴西试验时，可以提供更准确的拉伸强度计算方法，有助于改进现有的试验标准和规范，如《工程岩体试验方法标准》和《水利水电工程岩石试验规程》。通过引入泊松比，该修正公式能够更好地适应不同材料特性的测试需求，减少因尺寸效应导致的误差。