一种确定有效应力强度因子范围的方法

摘要

一种确定有效应力强度因子范围的方法，步骤为：一，根据标准加工试样，完成疲劳裂纹扩展试验，将不同应力比下的疲劳裂纹扩展曲线绘制在双对数坐标（lg(da/dN)-lg△K）中；二，确定最大应力比下lg(da/dN)-lg△K直线部分的中部点对应的（da/dN），其值作为（da/dN）base；三，确定不同应力比曲线上（da/dN）base对应的△K，根据不同应力比下的（lg(da/dN)-lg△K）确定出△K；四，依次确定较低应力比和最大应力比0.7曲线对应于（da/dN）base的△K之间的差值△Kce；五，建立不同应力下的△Kce和应力比的关系公式；六，确定不同应力比下的△K和应力比R之间的关系，确定更高应力比下的△K；七，有效应力强度因子范围的确定，方法简单，精度高，适用范围广。

主权项

1.一种确定有效应力强度因子范围的方法，其特征在于，包括如下步骤：第一，根据标准加工试样，采用紧凑拉伸试样，试样厚度B＝4.8mm，宽度W＝30mm，切口采用线切割方式加工，预裂长度为2mm，利用PLD-100型液压伺服疲劳试验机，裂纹长度由微机辅助电位法监测，电位函数由边界元法计算给出，试验温度为室温，频率为10Hz，加载波形为正弦波型，载荷为1.4KN，试验应力比R＝P_min/P_max，将不同应力比下的疲劳裂纹扩展曲线绘制在双对数坐标（lg(da/dN)-lg△K）中；其中，da/dN为疲劳裂纹扩展速率；△K为应力强度因子范围；P_min为最小载荷；P_max为最大载荷；第二，确定最大应力比下lg(da/dN)-lg△K直线部分的中部点对应的（da/dN）其值作为（da/dN）_base，其中（da/dN）_base为基准裂纹扩展速率；第三，确定不同应力比曲线上（da/dN）_base 对应的△K，根据不同应力比下的（lg(da/dN)-lg△K）可确定出（da/dN）_base 对应的△K；第四，依次确定较低应力比和最大应力比0.7曲线对应于（da/dN）_base 的△K之间的差值△K_ce，作为由闭合效应引起的应力强度因子范围的降低值；第五，建立不同应力下的△K_ce和应力比的关系公式，绘制不同应力比下的裂纹扩展曲线曲线会发现，会发现应力比R和△K_ce对数关系，采用最小二乘法即可得到如下公式：△K_ce＝f（R）；其中，△K_ce为由闭合效应引起的应力强度因子范围降低的值；第六，确定不同应力比下的△K和应力比R之间的关系，并确定更高应力比下的△K；建立lg（△K_R/△K_{最大应力比}）和R之间的关系式：lg（△K_R/△K_{最大应力比}）=f(R)其中R为应力比，△K_R为应比R对应的△K；△K_{最大应力比}为最大应比对应的△K，最大应力比是指可以忽略掉的裂纹闭合效应所对应的应力比；第七，有效应力强度因子范围的确定，其中，△K_eff为有效应力强度因子范围(MPa·m^1/2)；△K_{最大应力比}为最大应比对应的△K，最大应力比是指可以忽略掉的裂纹闭合效应所对应的应力比。