一种采用双引伸计测量紧凑拉伸试样断裂参量的方法

摘要

本发明介绍了一种采用双引伸计测量紧凑拉伸试样断裂参量的新方法。采用双引伸计测定两个张开位移，利用三角形关系，计算得到紧凑拉伸试验的裂纹尖端张开位移CTOD，再计算每一载荷下的CTOD值及其相应的名义应力，得到了名义应力σ与CTOD的关系，即得到了紧凑拉伸试验的CTOD设计曲线。本发明的断裂参量测试方法简单易行、数据处理简单；临界CTOD值精度高，不受其它参数如强度、杨氏模量、旋转因子、载荷等的测试精度影响；数据全面，可得到试验加载全程的CTOD数据；信息量大，可获得实际板厚条件下的紧凑拉伸试验的CTOD设计曲线。

主权项

1.一种采用双引伸计测量紧凑拉伸试样断裂参量的方法，其特征是：所述的参量为临界CTOD值以及CTOD设计曲线，CTOD即裂纹自由表面各点实测张开位移曲线中直线部分外推到裂纹尖端所得到的张开位移，特征在于：同时采用两个引伸计分别测量裂纹所在平面不同的两点处的张开位移，该两点处的张开位移分别表示为V₁、V₂，利用整个加载过程中三角形关系恒成立的原理，计算得到每一载荷下的CTOD值及相应的名义应力，得到了名义应力σ与裂纹张开位移δ的关系曲线，即CTOD设计曲线，σ表示单位厚度的外加载荷与未开裂韧带宽度的比值，具体测量方法为：1）采用双引伸计测定P-V曲线即载荷-位移曲线上最大载荷点对应的两个张开位移V₁、V₂，利用三角形关系，计算得到紧凑拉伸试样的临界CTOD值，临界CTOD值即 P-V曲线上最大载荷点对应的CTOD值：（1）公式中，δ为裂纹张开位移，也是CTOD，α为裂纹长度，h为第二引伸计距试样表面的距离，V₁、V₂分别为两个引伸计测得的张开位移；第一引伸计为距裂纹尖端较近的引伸计，第二引伸计为距裂纹尖端较远的引伸计；2）采用双引伸计测得每一个载荷下的V₁、V₂值，并带入（1）式计算每一载荷下的CTOD值及相应的名义应力σ，σ计算式如式（2）所示，得到了名义应力σ与相应的CTOD的系列数据点，对数据点采用最小二乘法拟合，去拟合（3）式中的指数函数的参数c、d，即得到紧凑拉伸试样的CTOD设计曲线；（2）公式中，σ为名义应力，P为载荷，B为试样的厚度，W为试样宽度，α为裂纹长度；（3）公式中，δ为CTOD值，σ为名义应力，c和d为指数函数参数。