基于3D-ILC球体45º三维双内裂纹复合断裂研究

断裂力学是各领域基础科学，材料内裂纹相互作用是断裂力学的重要研究领域，但目前球体内裂纹相互作用研究成果较少。基于三维激光疲劳内裂纹（3D-ILC）技术，在对球体试样表面无任何损伤的情况下，制作三维平行纯内裂纹，开展45o倾角平行双内裂纹单轴压缩试验，对双内裂纹的裂纹扩展过程、应力双折射规律、断口特征、破坏形态、相互作用等多方面开展研究，进行含双内裂纹I-II-III型圆球断裂数值模拟，分析KⅠ、KⅡ、KⅢ分布规律，与试验相符。结果表明：（1）球体双内裂纹在单轴压缩下之间发生屏蔽作用，主裂纹面穿过两预制内裂纹；（2）翼型裂纹光滑区呈现I-II型裂纹断口特征，翼型裂纹侧面撕裂区呈现“矛状”III型裂纹特征；（3）基于M积分计算的KI、KII、KIII分析与基于断裂特征的I、II、III型裂纹类型分析一致。3D-ILC技术可用于球体内裂纹相互作用断裂试验研究，球体内裂纹试验与理论分析为脆性材料内裂纹扩展及相互作用研究提供试验与理论参考。