[发明专利]一种基于原位SEM的裂纹尖端张开角度测量方法

摘要

本发明涉及一种基于原位SEM的裂纹尖端张开角度测量方法，包括以下步骤：试样准备：对试样进行机加工，达到所需的几何尺寸及表面粗糙度；装夹试样，扫描电镜成像：将试样装夹于原位试验机的试样台上，直至可清晰观察到试样表面；设置试验条件开始试验：设定原位试验机的加载参数，采用拉‑拉疲劳载荷预制裂纹；断裂试验和采集图像，计算CTOA值和测量裂纹长度a：获得CTOA‑Δa的演化趋势：将计算得到的CTOA和扫描电镜测得的裂纹扩展增量Δa绘制在同一个坐标系中，得到CTOA‑Δa的趋势图。本发明实现了CTOA的非接触测量，无需对试样表面进行特殊处理，过程中无复杂的试验操作步骤，后期处理方便，精度较高。

主权项

1.一种基于原位SEM的裂纹尖端张开角度测量方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 试样准备：对试样进行机加工，达到所需的几何尺寸及表面粗糙度； (2) 装夹试样，扫描电镜成像：将试样装夹于原位试验机的试样台上，调整扫描电镜的倍率和对比度，直至可清晰观察到试样表面； (3)设置试验条件开始试验：设定原位试验机的加载参数，采用拉‑拉疲劳载荷预制裂纹； (4)断裂试验和采集图像：预制裂纹完毕后，采用单向拉伸载荷进行断裂试验，与此同时，扫描电镜每隔一定的加载时间对裂纹尖端进行图像采集； (5)计算CTOA值和测量裂纹长度a：试验完毕后，用扫描电镜依次测量图像中的裂纹长度a，并将图像依次输入到“CTOA计算方法”模型中计算对应的CTOA值； (6)获得CTOA‑Δa的演化趋势：将计算得到的CTOA和扫描电镜测得的裂纹扩展增量Δa绘制在同一个坐标系中，得到CTOA‑Δa的趋势图。