[发明专利]一种轴向加载低周疲劳裂纹萌生的试验测量方法

摘要

本发明介绍了一种轴向加载低周疲劳裂纹萌生的试验测量方法，包括选择参数作为试验测量的依据、设置应力衰减百分数，作为试样失效的判决依据；确定试验方程并计算出不同应力衰减量对应的裂纹萌生等效长度；选择参数并输入到试验程序中；设置试验控制模式参数；随着试验的进行，裂纹开始萌生，当达到指定应力衰减量时自动停止；载荷循环次数即为设定应力衰减量下的裂纹萌生寿命。本发明通过简单试验获得金属材料在轴向加载方式下，低周疲劳裂纹萌生的任一等效长度及裂纹萌生寿命，获得的裂纹萌生等效长度与试验测量值的最大误差不超过5%，便于实际操作，测量精度较高，可为试验材料在工程上的应用提供依据。

主权项

一种轴向加载低周疲劳裂纹萌生的试验测量方法，包括如下过程：1）、试验参数的选择：选择如下参数作为轴向加载低周疲劳裂纹萌生的试验测量的依据：θ：等效裂纹的扩展方向与过损伤试样面和试样边界交点半径的夹角；π：圆周率；r：试样半径；d：裂纹等效长度；AD：试样原始截面积；ΔAD：试样面积减少量；D：损伤变量；S：稳定应力；ΔS：应力衰减量；Ni：裂纹萌生寿命，单位：次；2）、设置应力衰减百分数，作为试样失效的判决依据；衰减百分数一般为25%~100%；试验采用一个试样或多个试样；3）、确定如下试验方程：方程1：θ=arccos((r‑d)/r)；方程2：ΔAD=r2θ‑r(r‑d)*sinθ；方程3：d=r‑(rθ‑πΔADθ)/sinθ；方程4：D=1‑ΔS/S；方程5：D=1‑ΔAD/AD；方程6：ΔAD/AD=ΔS/S；方程7：ΔS/S=‑0.2073*(d/r)3+0.521*(d/r)2+0.1887*(d/r)‑0.004；4）、根据上述方程1‑7，计算出不同应力衰减量对应的裂纹萌生等效长度；5）、选择轴向加载低周疲劳试验引伸计及有效量程、试验程序、试样形式，测量试样尺寸及试样材料弹性模量参数，并输入到试验程序中；6）、设置试验控制模式为应变控制或者应力控制、应变或者应力幅大小、应变比、加载波形、试验频率参数；7）、启动试验机，开始试验，随着试验的进行，裂纹开始萌生，当达到指定应力衰减量时，试验自动停止；8）、记录载荷循环次数，该次数就是设定应力衰减量下的裂纹萌生寿命。