第4章_常用断裂参数的测试.pptVIP

SchoolofApplliedScienceinTYUSTMechanicDepartment断裂力学及其工程应用

第12次课第四章常用断裂参数的测试4.1平面应变断裂韧度KIC的测试4.2临界COD的实验测定4.3J积分的实验测定方法4.1平面应变断裂韧度KIC的测试国家标准：三点弯曲试样、紧凑拉伸试样、C形拉伸试样、圆形拉伸试样主要内容：试样制备、测试装置、测试步骤、试验结果的处理4.1.1试样制备4.1.1试样制备（续）金属材料的各向异性，需先标出裂纹方向和预计的开裂方向。1使用切割机在试样上切出机械切口。2在疲劳试验机上进行疲劳，引发尖裂纹。注意事项：最大疲劳载荷应使K的最大值不超过KIC的80%,最大最小载荷之比在-1～0.1之间。疲劳裂纹为2.5%a时减小最大载荷，Kfmax=0.6KIC,Kfmax/E=0.0032m1/2疲劳裂纹至少大于1.3mm(小试样)和0.05a(大试样)4.1.2测试装置压力传感器试样测试步骤与结果处理一、测试可分为：测试系统安装、形成；加载准备；加载试验二、试验结果处理三点弯曲KI的求解公式：结果处理（续1）三点弯曲KI的求解公式：结果处理（续2）结果处理（续3）4.2临界COD的实验测定1.试样制备2.COD的表达式3.加载、试验4.其它注意事项一、试样尺寸二、COD的表达式全塑性条件下，可利用相似三角形可得：弹塑性条件下，COD可表示为：其中，三、临界点的确定第一类P-V曲线第二类P-V曲线第三类P-V曲线启裂点的确定电阻法同断裂力学及其工程应用

第13次课4.3J积分的实验测定方法多试样法：利用数个不同裂纹长度的试样，实测其P-V曲线，然后求算J积分值的实验方法。单试样法：采用单个深裂纹，短跨距的三点弯曲试样，由其P-V曲线，来测定J积分的值。多试样法P85,(3-24)步骤：1.取4-6个不同长度裂纹的试样,三点弯曲得到曲线(b)2.计算各位移下的形变功U值，取单位厚度得(c)3.(c)中曲线斜率即为J积分得取值，可得(d)给定位移，J积分可表示为：单试样法条件：考虑恒定位移，则：由恒位移J积分的表达式P85,(3-24)得，其中，三点弯曲测J积分的试件尺寸要求3.JR阻力线法对于大多数延性材料，裂纹开始起裂时，并不意味着构建即将发生断裂，试样的承载能力还有不同程度的增加。这种性质可以利用阻力曲线来表示。小试样1小试样2小试样n……扩展△a1时的JR1扩展△a2时的JR2扩展△an时的JRn……a和△a的确定JR阻力线钝化线过△a=0.03mm的点作钝化线的平行线称为最小裂纹扩展线，过△a=0.5mm的点作纵轴的平行线称为最小裂纹扩展线。试样尺寸要求其他要求对预制疲劳裂纹的要求试验过程结束天行健，君子以自强不息地势坤，君子以厚德载物清华校训**SchoolofApplliedScienceinTYUSTMechanicDepartment*