[发明专利]一种测定疲劳裂纹扩展速率的方法及装置

摘要

本发明公开了一种测定疲劳裂纹扩展速率的方法及装置，将C(T)试样的开口端一侧位置部分延长，伸出端部分为菜刀状，伸出端最下面部分与预制裂纹在同一平面上，伸出端底部支架上设置两个高精度位移传感器，在疲劳裂纹实验过程中的任意开口度最大时刻，伸出端下面与裂纹尖端A成为一个直角三角形△ACC2，位移传感器的测试点与水平线也可以形成一个三角形△B1C1C2，对于△ACC2和△B1C1C2符合相似三角形关系，通过位移传感器时刻记录伸出端的位移数据，再通过相似三角形即可算的裂纹的增长量，与目前测定C(T)试样疲劳裂纹扩展速率的方法主要为CCD相机摄像位移或采用引伸计记录位移相比，实验结果精度高。

主权项

1.一种测定疲劳裂纹扩展速率的方法，其特征在于，步骤如下：步骤1、C型试样的制备：在C型试样的两端分别开设加载固定孔，并在C型试样的中部开设预制裂纹，同时在C型试样的开口端一侧设置伸出端，且伸出端为菜刀状，伸出端最下面部分与预制裂纹在同一平面上；步骤2、将制备的C型试样固定在加载装置上；步骤3、在静载条件下，记录下初始位置数据，包括两个位移传感器与预制裂纹水平面的垂直距离b，第一位移传感器与第二位移传感器的水平距离L1，E点与第二位移传感器的水平距离L，第一位移传感器与伸出端最下面的交叉点记为B，第二位移传感器与伸出端最下面的交叉点记为C；步骤4、启动加载装置，对C型试样进行循环加载，循环周次记作N，两个位移传感器时刻记录伸出端的相应位移，同时记录以下数据并输送至计算机系统：(1)在疲劳裂纹实验过程中循环N次的任意开口度最大时刻，即位移最大值时刻，第一位移传感器记录其与伸出端最下面的交叉点B1的垂直距离K，则循环N次所记录的值则记为K1、K2、K3......KN，第二位移传感器记录其与伸出端最下面的交叉点C2的垂直距离H，则循环N次其所记录的值则记为H1、H2、H3......HN；(2)在疲劳裂纹实验过程中循环N次的任意开口度最大时刻，预制裂纹的长度也变化为EA`，且EA`的长度记为a1、a2、a3......aN；步骤5、根据相似三角形原理可知，在任意时刻，△A`CC2与△B1C1C2相似，那么即存在B1C1/A`C＝C2C1/C2C，进而可以求得:aN＝[L1*(HN‑b)/(HN‑KN)]‑L；步骤6、计算机系统时刻记录aN数值，并输出曲线aN/N和EXCEL数据表格，采用Origin求导进而可输出曲线da/dN，其中da/dN表示疲劳裂纹扩展速率，其中da＝aN‑aN‑1，dN表示交变应力单位循环。