6.断裂韧性K1c的测定.ppt

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6.断裂韧性K1c的测定

王博作品 断裂韧性K1c的测定 汇报人: 王博 汇报时间: 2014.5.20 V1 目录 1.原理和方法 2.实验过程 3.数据处理 4.实验总结 断裂韧性K1c的测定 原理和方法 1 原理和方法 实验原理 实验目的 研究的思路与方法 什么是应力强度因子   什么是平面应变断裂韧性 平面应变断裂韧性K1c是材料在平面应变条件下,裂纹以张开型方式扩展的应力强度因子K1的临界值。它表征了材料抵抗裂纹突然扩张的阻力,即材料抵抗脆性破断的能力 原理和方法 实验原理 实验目的 研究的思路与方法 了解金属材料平面应变断裂韧性测试的一般原理和方法; 实验目的 原理和方法 实验原理 实验目的 研究的思路与方法 研究思路 计算K1c 加载并记录 制作试样和裂纹 丰田召回门 的发生 2 实验过程 实验过程 试样的制备 实验设备 实验步骤 试样示意图 图1 三点弯曲试样 图2 紧凑拉伸试样 图2 紧凑拉伸试样 实验过程 试样的制备 实验设备 实验步骤 三点弯曲试样具体要求 实验过程 试样的制备 实验设备 实验步骤 CSS-88100万能材料试验机; 工具读数显微镜一台; 位移测量器; 游标卡尺; 三点弯曲试样45#和20#钢试样各一个。 实验过程 试样的制备 实验设备 实验步骤 实验步骤 3 数据处理 数据处理 试样的尺寸 裂纹长度 确定PQ 计算KQ KQ的有效性判定 试样的尺寸 45#钢 20#钢 B/mm 11.81 12.02 11.75 12.00 11.76 12.03 B平均/mm 11.77 12.02 W/mm 23.99 23.89 23.99 23.85 24.01 23.85 W平均/mm 24.00 23.86 S跨距/mm 96 数据处理 试样的尺寸 裂纹长度 确定PQ 计算KQ KQ的有效性判定 裂纹的长度 45#钢 20#钢 a/mm 9.41 9.77 10.26 11.73 10.57 11.45 10.48 10.65 10.05 9.84 a平均/mm 10.154 10.688 试样断裂后,在B=0、B/4、B/2、3B/4、B的位置上测量裂纹长度,精确到0.5%,取 ,其中最大裂纹长度与最小裂纹长度之差不超过2.5%W。任一处的疲劳裂纹长度不得小于1.5mm。表面裂纹长度不得小于a的90%,否则试验无效。 数据处理 试样的尺寸 裂纹长度 确定PQ 计算KQ KQ的有效性判定 沿试验曲线的线性部分做直线OA,再做一条比OA直线斜率小5%的直线交于P―V直线,交点为P5 。如果在 之前没有比P5更大的载荷,则P5就定为PQ。如果在 之前有一个最大的载荷超过 P5,则取此载荷为PQ 。 PQ=23.852 PQ=13.392 数据处理 试样的尺寸 裂纹长度 确定PQ 计算KQ KQ的有效性判定 :载荷;S:跨距;B:试样厚度;W:试样宽度。 当S/W=4时, 材料 B W S a PQ f(a/W) KQ 45# 11.77 24.00 96 10.154 23.852 1.22 2.018 20# 12.02 23.86 96 10.688 13.392 1.25 1.151 数据处理 试样的尺寸 裂纹长度 确定PQ 计算KQ KQ的有效性判定 如果不满足以上两个条件,实验无效。这时需要将试样尺寸加厚,重新做实验 4 实验总结 欢迎提问 西安交通大学材料学院 汇报人: 王博

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