[發明專利]基于標識載荷的板材表面裂紋擴展測試方法

在審

• 申請號: 201810169773.0
• 申請日: 2018-02-15
• 公開（公告）號: CN110160895A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 賀小帆;董穎豪
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32
• 代理公司: 北京集智東方知識產權代理有限公司 11578
• 代理人: 關兆輝

1.一種基于標識載荷的板材表面裂紋擴展測試方法，其特征在于，包括：

在所述試件上建立初始裂紋，確定所述裂紋的裂紋半長c；

確定標識載荷的應力比R_m和基準載荷的應力比R_b，其中R_b≤0.5，R_m＝0.65+0.5R_b；

按照標識載荷的應力比R_m和基準載荷的應力比R_b進行一根含初始裂紋的試件的疲勞裂紋擴展初步試驗，在試驗過程中得到基準載荷循環數N_b和標識載荷循環數N_m；

施加含基準載荷循環數N_b的基準載荷和標識載荷循環數N_m的標識載荷，直至試件斷裂；

根據斷裂試件的斷口標識線判斷基準載荷循環數N_b和標識載荷循環數N_m是否需要修正；

若不需要，則利用基準載荷循環數N_b和標識載荷循環數N_m對同材料的其他試件進行裂紋擴展試驗，獲取裂紋擴展數據；

若需要，則基于斷口上的標識線獲得沿表面方向的裂紋擴展數據(c，N)和沿深度方向的裂紋擴展數據(a，N)，根據c-N曲線和a-N曲線進行修正，利用修正后的基準載荷循環數N_b和標識載荷循環數N_m對同材料的其他試件進行裂紋擴展試驗獲取裂紋擴展數據。

2.如權利要求1所述的基于標識載荷的板材表面裂紋擴展測試方法，其特征在于，所述在試驗過程中得到N_b和N_m包括：

向含初始裂紋的試件施加應力比為R_m的標識載荷和應力比為R_b的基準載荷，記錄基準載荷導致的裂紋擴展量Δ_b，c和使裂紋擴展Δ_b，c需要的基準載荷循環數N_b；

根據計算N_m，其中，C和n是材料常數，f(R_m)為標識載荷的應力比R_m的函數；f(R_b)為基準載荷的應力比R_b的函數，Δ_m，c為標識載荷導致的裂紋在表面方向的擴展量，Δ_b，c為基準載荷導致的裂紋在表面方向的擴展量。

3.如權利要求2所述的基于標識載荷的板材表面裂紋擴展測試方法，其特征在于，裂紋擴展量Δ_b，c的預設范圍為：0.1mm～min{0.3mm，(t-1.8mm)/20}；則，

所述基準載荷循環數N_b的確定方法包括：在初步試驗中跟蹤裂紋前緣特征點B的位置，控制基準載荷的數量以使得B點的裂紋擴展量在0.1mm～min{0.3mm，(t-1.8mm)/20}之間，根據所述基準載荷的數量確定基準載荷循環數N_b。

4.如權利要求3所述的基于標識載荷的板材表面裂紋擴展測試方法，其特征在于，確定基準載荷循環數N_b的初步試驗中，可采用基準載荷循環數逐級遞減的載荷譜，在所述基準載荷循環數逐級遞減的載荷譜中若干塊連續的載荷譜塊的基準載荷循環數恒定，且每個載荷譜塊中基準載荷導致的裂紋擴展量都滿足所述預設范圍。

5.如權利要求1所述的基于標識載荷的板材表面裂紋擴展測試方法，其特征在于，所述根據斷裂試件的斷口標識線判斷基準載荷循環數N_b和標識載荷循環數N_m是否需要修正包括：

當斷裂試件的斷口標識線不可辨識時，則修正標識載荷循環數N_m；

當斷裂試件的斷口標識線的間距不滿足條件時，則修正基準載荷循環數N_b和標識載荷循環數N_m。