[發明專利]慢應變速率拉伸應力腐蝕裂紋擴展速率測量方法

有效

• 申請號: 201410012971.8
• 申請日: 2014-01-11
• 公開（公告）號: CN103698188A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 薛河;杜云鵬;龔曉燕
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N3/08
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

1.一種慢應變速率拉伸應力腐蝕裂紋擴展速率測量方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟一、緊湊拉伸試樣預處理：根據ASME標準選取一個用于慢應變速率拉伸試驗的標準緊湊拉伸試樣，并采用線切割和預制疲勞裂紋的方法在標準緊湊拉伸試樣上設置用于初期引導裂紋擴展的預裂裂紋，所述預裂裂紋的長度為a；

步驟二、采用慢拉升試驗機進行慢應變速率拉伸試驗，并繪制出加載力P與加載點位移ΔL之間的實驗數據關系曲線圖，其具體過程為：

步驟201、在慢拉升試驗機上設定慢應變速率拉伸試驗的試驗參數，包括加載點位移的變化速度S和試驗總時間T；

步驟202、慢拉升試驗機開始對標準緊湊拉伸試樣進行加載，且在加載過程中，慢拉升試驗機上的力傳感器探頭對加載力P進行實時檢測并將所檢測到的信號實時傳輸給與所述慢拉升試驗機連接的計算機，所述計算機采用Origin軟件，以加載點位移ΔL為橫坐標，加載力P為縱坐標，繪制出加載力P與加載點位移ΔL之間的實驗數據關系曲線圖并顯示；同時，測量記錄裂紋實時的擴展長度A；其中，ΔL=St且ΔL≦L，t為試驗時間且t≦T，L為在試驗總時間T內加載點位移總變化長度；

步驟三、對步驟二中進行的慢應變速率拉伸試驗進行模擬，并繪制出加載力P與加載點位移ΔL之間的理論分析數據關系曲線圖：在計算機上采用有限元分析軟件對步驟二中進行的慢應變速率拉伸試驗進行模擬，并分析慢應變速率拉伸試驗中裂紋擴展長度遞增變化的過程中，加載力P與加載點位移ΔL的關系，且在裂紋擴展長度分別為Δa₀、Δa₁、Δa₂、…、Δa_n時，所述計算機采用Origin軟件，以加載點位移ΔL為橫坐標，加載力P為縱坐標，繪制出加載力P與加載點位移ΔL之間的理論分析數據關系曲線圖并顯示在同一幅圖中；其中，Δa_n不大于步驟202中測量記錄的裂紋實時的擴展長度A的最大值；

步驟四、獲取裂紋擴展長度為Δa₀、Δa₁、Δa₂、…、Δa_n時，所對應的試驗時間t₀、t₁、t₂、…、t_n：在計算機上采用Origin軟件將步驟202中繪制的加載力P與加載點位移ΔL之間的實驗數據關系曲線圖和步驟三中繪制的在裂紋擴展長度為Δa₀、Δa₁、Δa₂、…、Δa_n時，加載力P與加載點位移ΔL之間的理論分析數據關系曲線圖整合到同一幅圖中，得到整合后的加載力P與加載點位移ΔL之間的關系曲線圖，且在整合后的加載力P與加載點位移ΔL之間的關系曲線圖中，提取出裂紋擴展長度為Δa₀、Δa₁、Δa₂、…、Δa_n時，加載力P與加載點位移ΔL之間的實驗數據關系曲線與n條加載力P與加載點位移ΔL之間的理論分析數據關系曲線的交點Q_i的坐標數據，得到了裂紋擴展長度為Δa₀、Δa₁、Δa₂、…、Δa_n時，所對應的加載點位移ΔL₀、ΔL₁、ΔL₂、…、ΔL_n，由進而計算得到了裂紋擴展長度為Δa₀、Δa₁、Δa₂、…、Δa_n時，所對應的試驗時間t₀、t₁、t₂、…、t_n；其中，i的取值為0、1、2、…、n；

步驟五、獲得裂紋擴展速率：在計算機上采用Origin軟件，以試驗時間t_i為橫坐標，裂紋擴展長度Δa_i為縱坐標，繪制出步驟四中得到的實驗時間t₀、t₁、t₂、…、t_n和裂紋擴展長度Δa₀、Δa₁、Δa₂、…、Δa_n對應的各個點，并擬合得到裂紋擴展長度Δa_i與試驗時間t_i之間的關系曲線，裂紋擴展長度Δa_i與試驗時間t_i之間的關系曲線上任意一點的切線斜率k=dΔa_i/dt_i即為當時的裂紋擴展速率，其中，i的取值為0、1、2、…、n。