[發明專利]一種測量金屬材料疲勞裂紋擴展門檻值的簡易方法

有效

• 申請號: 201310419709.0
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103454140A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 張強;李述軍;王皓亮;侯文韜;郝玉琳;楊銳
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種測量金屬材料疲勞裂紋擴展門檻值的簡易方法，其特征在于：根據所測材料選取合適的ΔK₁與ΔK_t后，用的比值確定試驗為單級還是多級試驗，然后通過c值的計算并在試驗中向計算機輸入相關參數，疲勞試驗機接收計算機指令并返回COD規的數據給計算機，計算機根據數據用柔度法計算出裂紋長度，并使用七點遞增多項式數據處理方法計算出當前周次的裂紋擴展速率，實驗完畢后，將所得到的實驗數據進行分析處理求出疲勞裂紋擴展門檻值ΔK_th；其中，ΔK₁代表初始的應力強度因子范圍ΔK_t代表通過查所測材料相關文獻得到的ΔK_th值c值代表K隨裂紋長度增加而變化的相對速率，其表達式為：其中K代表應力強度因子a代表裂紋長度（mm）。

2.按照權利要求1所述的測量金屬材料疲勞裂紋擴展門檻值的簡易方法，其特征在于，ΔK₁與ΔK_t的選取依材料的不同而不同，依預估試驗時間的不同而不同；其中，ΔK₁的取值不宜過大，ΔK₁≤4ΔK_th；ΔK_t的選取參照參考文獻或實驗數據中的ΔK_th，所述的ΔK_t的選取是為了能夠根據所述公式：

計算得到裂紋擴展長度為多少時能夠得到疲勞裂紋擴展門檻值ΔK_th，使試驗能夠完全被實驗者所掌控。

3.按照權利要求1所述的測量金屬材料疲勞裂紋擴展門檻值的簡易方法，其特征在于：若采用單級試驗的方法；則采用多級試驗的方法。

4.按照權利要求1或3所述的測量金屬材料疲勞裂紋擴展門檻值的簡易方法，其特征在于，在單級試驗中，利用公式：

來計算c值，能夠保證降K過程符合國標GB/T?6398-2000，且能夠節省試驗時間；

而在多級試驗中，將要改變c值的ΔK_i代入下式：

ci=-0.1103[(1-R)σ0.2ΔKi]2,]]>計算得到c_i值；當實測的ΔK值達到ΔK_i時，將此時的裂紋長度a_i，ΔK_i以及c_i輸入程序；采用多級試驗的手段，能夠節約時間，從而更快的得到疲勞裂紋擴展門檻值ΔK_th，同時能夠擴展更短的裂紋長度得到疲勞裂紋擴展門檻值ΔK_th；其中，R代表疲勞裂紋擴展門檻值測量過程中的應力比，σ_0.2代表材料的屈服強度（MPa），ΔK_i代表第i次改變c值所對應的應力強度因子范圍，c_i代表第i次改變c值的c值。