[发明专利]测量落锤撕裂试验材料真实断裂能的方法

摘要

本发明提供一种测量落锤撕裂试验材料真实断裂能的方法，利用落锤撕裂试验中的测得的冲击力‑位移曲线、裂纹尖端张开角‑裂纹扩展长度曲线和裂纹扩展长度‑时间曲线对本发明所需的牵引力‑分离准则中的K,α,σ0和δmax进行标定，进而基于标定的K,α,σ0和δmax利用有限元法对冲击载荷下的落锤撕裂试验进行模拟，基于模拟结果对落锤撕裂试验中总的能量耗散进行分析，并对稳态裂纹扩展阶段的断裂能在总能量耗散中所占比例进行计算，获得断裂能与整体能量耗散的比值，将上述比值与模拟得到的冲击力‑位移曲线积分结果相乘，得到材料真实的断裂能。本发明具有成本低、流程简单方便的特点。

主权项

1.一种测量落锤撕裂试验材料真实断裂能的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，对于落锤撕裂试验，根据内聚力模型中牵引力‑分离规律的四个参数K，δ0，δmax和α的初始值，建立相关的有限元模型；K为弹性刚度，δ0为损伤开始时的临界分离位移，δmax断裂分离位移,α为与材料韧性相关的参数，对于脆性材料取α<1，对于韧性材料取α>1；步骤S2，基于步骤S1建立的有限元模型对落锤撕裂试验进行模拟，并提取冲击力‑位移曲线、裂纹尖端张开角‑裂纹扩展长度和裂纹扩展长度‑时间曲线；通过落锤撕裂试验测定冲击力‑位移曲线、裂纹尖端张开角‑裂纹扩展长度和裂纹扩展长度‑时间曲线；将基于有限元模型模拟得到的冲击力‑位移曲线、裂纹尖端张开角‑裂纹扩展长度和裂纹扩展长度‑时间曲线分别与试验测定得到的冲击力‑位移曲线、裂纹尖端张开角‑裂纹扩展长度和裂纹扩展长度‑时间曲线进行对比，根据误差不断调整K，δ0，δmax和α的值，直至模拟所得曲线与相应的试验所得曲线趋向吻合；步骤S3，将基于试验校正过的K，δ0，δmax和α的值带入有限元模型中，对落锤撕裂试验中总的能量耗散进行分析；步骤S4，对稳态裂纹扩展阶段的断裂能进行计算，获得稳态裂纹扩展阶段断裂能在整体能量耗散中所占比例R；根据模拟得到的冲击力‑位移曲线积分计算稳态裂纹扩展阶段整体能量耗散Wt；将上述比例R与模拟得到的冲击力‑位移曲线积分结果Wt相乘，得到材料真实的断裂能Wf。