[发明专利]一种金属材料平面应力断裂韧度的确定方法

权利要求书

1.一种金属材料平面应力断裂韧度的确定方法，其特征在于，方法包括：

获取加载载荷P和裂纹面张口位移V，并生成P-V曲线；

根据所述P-V曲线的线性段确定金属材料的等效弹性模量E_eff；

针对所述P-V曲线上的每一点，结合等效弹性模量E_eff计算对应的等效裂纹长度a_e；

根据加载载荷P和等效裂纹长度a_e，生成P-a_e曲线，选取所述P-a_e曲线包含极值的曲线片段，通过最小二乘法获取P与a_e之间的极值坐标数值模型；

根据所述P-a_e曲线的极值坐标数值模型，计算P-a_e曲线的极值坐标(a_e0,P_max)；

根据a_e0，结合试件尺寸特征查阅标准，获取所述金属材料的平面应力断裂韧度K_c；

根据a_e0，结合试件尺寸特征查阅标准，获取所述金属材料的平面应力断裂韧度K_c，具体包括：

根据a_e0和试验件宽度W，结合公式α＝a_e0/W，计算裂纹长度a；

根据裂纹长度a、加载载荷最大值P_max、试验件厚度B和试验件宽度W结合公式：

计算金属材料的平面应力断裂韧度K_c；

根据所述P-V曲线的线性段确定金属材料的等效弹性模量E_eff，具体包括：

根据公式

E_effBv/P＝120.7-1065.3(a/w)+4098.0(a/w)²-6688.0(a/w)³+4450.5(a/w)⁴，确定金属材料的等效弹性模量E_eff，式中：B为试验件厚度、v为裂纹面张口位移、P为加载载荷、a为裂纹长度、W为试验件宽度；

针对所述P-V曲线上的每一点，结合等效弹性模量E_eff计算对应的等效裂纹长度a_e，具体包括：

根据公式：

以及公式：u_x＝1/((E_effvB/P)^1/2+1)，计算对应的等效裂纹长度a_e。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述P-a_e曲线的极值坐标数值模型，计算P-a_e曲线的极值坐标(a_e0,P_max)，具体包括：

当时，P取得最大值，其中，d₀、d₁、d₂分别为P-a_e曲线中包含极值区间段的数值拟合参数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取加载载荷P和裂纹面张口位移V，并生成P-V曲线，具体包括：

根据ASTM E561《Standard Test Method for K-R Curve Determination》，测定加载载荷下夹持在试验件端部处COD(crack opening displacement)引伸计的裂纹面张口位移；

根据加载载荷和裂纹面张口位移，获取加载载荷-裂纹面张口位移P-V曲线。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述试件尺寸特征查阅标准包括ASTME561《Standard Test Method for K-R Curve Determination》标准。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取裂纹面张口位移V，具体包括：

根据夹持在试验件端部的COD引伸计读数获取裂纹面张口位移V。