[发明专利]一种测量金属材料疲劳裂纹扩展门槛值的简易方法

权利要求书

1.一种测量金属材料疲劳裂纹扩展门槛值的简易方法，其特征在于：根据所测材料选取合适的ΔK₁与ΔK_t后，用的比值确定试验为单级还是多级试验，然后通过c值的计算并在试验中向计算机输入相关参数，疲劳试验机接收计算机指令并返回COD规的数据给计算机，计算机根据数据用柔度法计算出裂纹长度，并使用七点递增多项式数据处理方法计算出当前周次的裂纹扩展速率，实验完毕后，将所得到的实验数据进行分析处理求出疲劳裂纹扩展门槛值ΔK_th；其中，ΔK₁代表初始的应力强度因子范围ΔK_t代表通过查所测材料相关文献得到的ΔK_th值c值代表K随裂纹长度增加而变化的相对速率，其表达式为：其中K代表应力强度因子a代表裂纹长度（mm）。

2.按照权利要求1所述的测量金属材料疲劳裂纹扩展门槛值的简易方法，其特征在于，ΔK₁与ΔK_t的选取依材料的不同而不同，依预估试验时间的不同而不同；其中，ΔK₁的取值不宜过大，ΔK₁≤4ΔK_th；ΔK_t的选取参照参考文献或实验数据中的ΔK_th，所述的ΔK_t的选取是为了能够根据所述公式：

计算得到裂纹扩展长度为多少时能够得到疲劳裂纹扩展门槛值ΔK_th，使试验能够完全被实验者所掌控。

3.按照权利要求1所述的测量金属材料疲劳裂纹扩展门槛值的简易方法，其特征在于：若采用单级试验的方法；则采用多级试验的方法。

4.按照权利要求1或3所述的测量金属材料疲劳裂纹扩展门槛值的简易方法，其特征在于，在单级试验中，利用公式：

来计算c值，能够保证降K过程符合国标GB/T 6398-2000，且能够节省试验时间；

而在多级试验中，将要改变c值的ΔK_i代入下式：

ci=-0.1103[(1-R)σ0.2ΔKi]2,]]>计算得到c_i值；当实测的ΔK值达到ΔK_i时，将此时的裂纹长度a_i，ΔK_i以及c_i输入程序；采用多级试验的手段，能够节约时间，从而更快的得到疲劳裂纹扩展门槛值ΔK_th，同时能够扩展更短的裂纹长度得到疲劳裂纹扩展门槛值ΔK_th；其中，R代表疲劳裂纹扩展门槛值测量过程中的应力比，σ_0.2代表材料的屈服强度（MPa），ΔK_i代表第i次改变c值所对应的应力强度因子范围，c_i代表第i次改变c值的c值。