[發明專利]三維裂尖約束效應及三維裂尖等效應力場的表征方法

有效

• 申請號: 201810908117.8
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN108918298B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 包陳;蔡力勛;何廣偉
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N3/28
• 分類號: G01N3/28
• 代理公司: 成都超凡明遠知識產權代理有限公司 51258
• 代理人: 李姿頤

1.一種三維裂尖約束效應表征方法，其特征在于，包括以下步驟：

對至少兩個不同構件進行延性斷裂韌性試驗，獲得荷載-位移試驗曲線；

根據所述荷載-位移試驗曲線得到每一個所述構件的延性斷裂韌性值以及塑性功；

根據所述塑性功計算所述構件的三維約束表征參量；

建立所述三維約束表征參量與所述延性斷裂韌性值的線性關系；

根據所述塑性功計算所述構件的所述三維約束表征參量時，是根據公式1進行計算，所述公式1為：

其中，C_p為三維約束表征參量；N為應變硬化指數；U_p為塑性功；α為應變硬化系數；ε₀為參考屈服應變；σ₀為參考屈服應力；b為試樣韌帶長度；B為構件的厚度。

2.如權利要求1所述的三維裂尖約束效應表征方法，其特征在于，

進行所述延性斷裂韌性試驗是對至少兩個不同形狀的所述構件或者至少兩個不同大小的所述構件進行。

3.如權利要求2所述的三維裂尖約束效應表征方法，其特征在于，

得到所述構件的所述延性斷裂韌性值是對所述荷載-位移試驗曲線進行處理后計算得到。

4.如權利要求2所述的三維裂尖約束效應表征方法，其特征在于，

所述塑性功是根據擬合后的所述荷載-位移試驗曲線計算得到。

5.一種三維裂尖等效應力場的表征方法，其特征在于，包括以下步驟：

對至少兩個構件進行延性斷裂韌性試驗，獲得荷載-位移試驗曲線；

根據所述荷載-位移試驗曲線得到每一個所述構件的延性斷裂韌性值以及塑性功；

根據所述塑性功計算所述構件的三維約束表征參量；

根據所述塑性功計算所述構件的所述三維約束表征參量時，是根據公式1進行計算，所述公式1為：

其中，C_p為三維約束表征參量；N為應變硬化指數；U_p為塑性功；α為應變硬化系數；ε₀為參考屈服應變；σ₀為參考屈服應力；b為試樣韌帶長度；B為構件的厚度；

采用所述三維約束表征參量表征三維裂尖等效應力場；

采用所述三維約束表征參量表征所述三維裂尖等效應力場時，采用公式2進行計算，所述公式2為：

其中，σ_eq為等效應力，b為試樣韌帶長度，W為試樣寬度，r為裂紋面上的點到裂尖的距離，C為彎曲應力系數，可通過有限元標定得到，M為單位厚度下的彎矩，N為應變硬化指數，σ₀為參考屈服應力。

6.如權利要求5所述的三維裂尖等效應力場的表征方法，其特征在于，

所述σ₀、所述N是由拉伸應力-應變曲線根據公式3擬合得到，所述公式3為：

其中，α為應變硬化系數，ε₀為參考屈服應變。

7.一種評估金屬結構延性斷裂韌性的方法，其特征在于，

采用如權利要求1所述的三維裂尖約束效應表征方法得到所述三維約束表征參量與所述延性斷裂韌性值之間的線性關系；

根據所述線性關系評估所述金屬結構延性斷裂韌性。