[发明专利]一种基于应变测量技术确定三点弯曲标准试样裂纹长度的方法

摘要

本发明涉及断裂力学试验裂纹长度测量技术领域，提供了一种针对三点弯曲标准试样的裂纹长度的测量方法，包括：提出了确定裂纹长度的测量方程、电阻应变计的布置方式、裂纹长度的确定方式。其中，所述测量方程可采用预制缺口试样获得；所述电阻应变计的布置方式包括布置方向与布置位置；所述裂纹长度的确定方式包括力值的测量、应变的测量、测量数据的处理方式。本发明提供了一种可确定三点弯曲标准试样裂纹长度的测量方法，该测量方法简单易行可靠，具备较高的测量效率，且便于实现自动化采集与监测。

主权项

1.一种基于应变测量技术确定三点弯曲标准试样裂纹长度的方法，其特征在于，包括以下步骤：a）预制试样：采用机械加工方式预设缺口，所述试样的宽度W为厚度B的2倍，试样的长度L不小于试样宽度W的4.2倍，且加载时弯曲跨度S为试样宽度W的4倍；b）布置电阻应变计：在试样开设缺口的表面上画出长度方向的中轴线，并在中轴线上标记出距离竖向加力作用平面的水平距离恰好等于试样厚度的两个位置；在标记位置处沿着试样长度方向粘贴电阻应变计，用数据传输线将电阻应变计与电阻应变仪连接起来，电阻应变仪上读取微应变读数记为ε；c）确定测量方程待定系数K1和K2：至少选取两件用来确定系数K1和K2，且要求这两件试样的预制缺口深度a1和a2不相等；将试样放置到试验机的三点弯曲台上，采用试验机加力辊对试样加载，记录力值F与相应的微应变读数ε，将测量结果代入公式（1‑1）：lg[εB2E (1–a/W)/(3F)]=K1+K2a/W                    （1‑1）式中，E为试样材料的弹性模量；F为施加力值；W为试样宽度；B为试样厚度；ε为微应变读数；a为裂纹长度；K1和K2为待定系数；根据试样尺寸和弹性模量，即可求出K1、K2；d）裂纹长度的测量：将加工好的待测试样按步骤b）的要求布置好电阻应变计，测量待测试样尺寸，然后将待测试样放置到疲劳试验机的三点弯曲台支承辊上，启动疲劳试验机施加疲劳载荷使得裂纹缓慢扩展；在裂纹扩展过程中，记录任意时刻的力值和相应的微应变读数，在试样尺寸、弹性模量、K1、K2已知的情况下，将力值和相应的微应变读数代入公式（1‑1）即可求出裂纹长度a。