[发明专利]一种激光共聚焦显微镜原位观察疲劳裂纹的方法

权利要求书

1.一种激光共聚焦显微镜原位观察疲劳裂纹的方法，其特征在于，具体步骤及参数如下：

1)试样制备：将试样切割成板状，疲劳试样样品形状为有平行段带肩膀的试样；平行段中间位置两侧采用线切割、激光切割、水切方式对称开缺口，单侧缺口深度为0.5mm～4mm；过度弧半径是试样平行段宽度的1.1～10倍；试样肩膀处居中开圆孔；

2)试验前处理：将准备好的试样表面进行磨抛处理，并根据实验要求，进行组织浸蚀；

3)安装试样：首先把制备好的试样水平放在拉伸台上，试样上施加1～5牛顿的力，使试样稳定固定在试样台上，位移归零，用显微镜观察预制裂纹底部，根据实际情况，放大倍数300倍～600倍；

4)疲劳试验：试样最大力值为屈服强度×受力面积×80％，最小力值设为0N；加载和卸载速度为每秒加载或卸载最大力N/S，频率为0.5Hz；

5)实验结果分析：实验完毕后，分析保存的实验数据及视频结果；选取典型视频转换成图片，测量裂纹长度a，找出相对应的疲劳周次N，再计算出裂纹长度a和疲劳周次N关系：获得裂纹扩展速率da/dN；计算出应力强度因子范围ΔK，以及da/dN与ΔK的关系，按照公式计算获得ΔK：

Δ K = P B W π a 4 W sec ( π a 2 W ) [ 1 - 0.025 ( a W ) 2 + 0.06 ( a W ) 4 ] ]]>

其中P为轴向应力；B为试样厚度；a为单侧裂纹长度；W为试样平行段宽度。