[實(shí)用新型]用于測(cè)試Ⅱ型裂紋斷裂韌性的預(yù)制裂紋偏置三點(diǎn)彎試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821978719.2
• 申請(qǐng)日: 2018-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN209707275U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田薇;方煒;徐小嬌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/20
• 分類號(hào): G01N3/20;G01N3/30;G01N3/32
• 代理公司: 33201 杭州天正專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 王兵;黃美娟<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=

用于測(cè)試Ⅱ型裂紋斷裂韌性的預(yù)制裂紋偏置三點(diǎn)彎試驗(yàn)裝置，包括試樣、下端夾具、引伸計(jì)、沖錘、支撐輥，兩個(gè)支撐輥水平放置在下端夾具上，且位于同一水平面上，試樣支撐在支撐輥上；試樣是長(zhǎng)方體；兩個(gè)支撐輥與試樣的支撐點(diǎn)對(duì)稱于縱向中心軸，且距離縱向中心軸1.4W；試樣的底面上設(shè)有對(duì)稱于縱向中心軸的兩個(gè)尖型卡口和V型開(kāi)口槽，兩個(gè)尖型卡口間距離為引伸計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)量程，左側(cè)卡口尖點(diǎn)與V型開(kāi)口槽尖端平齊，V型開(kāi)口槽垂直向上，V型開(kāi)口槽的尖端有預(yù)制裂紋，V型開(kāi)口槽距離縱向中心軸0.7W，尖型卡口距離縱向中心軸1W，預(yù)制裂紋中心線距離兩側(cè)支撐輥的距離為1:3；引伸計(jì)的刀口卡在兩個(gè)尖型卡口上；沖錘位于試樣1的上面，與預(yù)制裂紋在同一豎直線上。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種Ⅱ型裂紋斷裂韌性的測(cè)試試件。

背景技術(shù)

材料斷裂韌性是斷裂力學(xué)的一個(gè)基本參數(shù)，是材料阻止宏觀裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展能力的度量，也是材料抵抗脆性破壞的韌性參數(shù)；它和裂紋本身的大小、形狀及外加應(yīng)力大小無(wú)關(guān)，是材料固有的特性，只與材料本身、熱處理及加工工藝有關(guān)。是應(yīng)力強(qiáng)度因子的臨界值；常用斷裂前物體吸收的能量或外界對(duì)物體所作的功表示。

基本的斷裂模式有Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型；Ⅰ型斷裂也叫張開(kāi)型斷裂 (open mode)，是一種最為危險(xiǎn)也是研究最為深入的斷裂模式；Ⅱ型斷裂也叫滑移型斷裂(slide mode)，Ⅲ型斷裂也叫撕裂型斷裂 (twist mode)，它們都和剪切應(yīng)力有關(guān)；關(guān)于Ⅰ型裂紋基本參數(shù)的測(cè)量已經(jīng)有了長(zhǎng)期的發(fā)展，測(cè)試方法有些已經(jīng)形成標(biāo)準(zhǔn)，如用于測(cè)量Ⅰ型斷裂參數(shù)的緊湊拉伸實(shí)驗(yàn)，單邊切口拉伸實(shí)驗(yàn)、雙邊切口拉伸實(shí)驗(yàn)、單邊切口三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)，中心裂紋壓縮試驗(yàn)等。

Ⅰ型裂紋對(duì)應(yīng)的力的方向與裂紋延展方向精確垂直，Ⅱ型裂紋對(duì)應(yīng)的力的方向則主要是沿著裂紋面的擴(kuò)展方向，即Ⅱ型裂紋擴(kuò)展主要受剪切力作用，通常而言，并沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的研究Ⅱ型裂紋擴(kuò)展速率的試樣。而我們所設(shè)計(jì)的新型預(yù)制裂紋偏置三點(diǎn)彎試樣，在引伸計(jì)開(kāi)口的遠(yuǎn)離中點(diǎn)的一側(cè)進(jìn)行裂紋預(yù)制，在理想狀態(tài)下，使初始裂紋方向與主受力方向一致，垂直方向上的應(yīng)力相較于主應(yīng)力方向要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小得多，如果同時(shí)有一種方法(類似于柔度法的變形)，能通過(guò)引伸計(jì)張口位移計(jì)算出裂紋深度，那么，困擾力學(xué)界多年的二型裂紋的試驗(yàn)方法將有革命性的進(jìn)展，Ⅱ型裂紋的疲勞擴(kuò)展將是一個(gè)新的可研究的課題；因此，有必要設(shè)計(jì)實(shí)用新型一種一種穩(wěn)定性很好、精確度很高、可靠性強(qiáng)的預(yù)制裂紋偏置的三點(diǎn)彎試樣，為Ⅱ型裂紋疲勞擴(kuò)展課題提供實(shí)驗(yàn)支撐。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，提供了一種穩(wěn)定性很好、精確度很高、可靠性強(qiáng)的用于測(cè)試Ⅱ型裂紋斷裂韌性的預(yù)制裂紋偏置三點(diǎn)彎試驗(yàn)裝置。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

用于測(cè)試Ⅱ型裂紋斷裂韌性的預(yù)制裂紋偏置三點(diǎn)彎試驗(yàn)裝置，其特征在于：包括試樣1、下端夾具2、引伸計(jì)3、沖錘4、支撐輥5，兩個(gè)支撐輥5水平放置在下端夾具2上，且位于同一水平面上，試樣1支撐在支撐輥5上；

試樣1是長(zhǎng)方體，試樣1的長(zhǎng)度是寬度的4倍及以上，厚度是寬度的1/2，以W表示寬度尺寸；將垂直于試樣1的長(zhǎng)邊的橫截面為參考面，穿過(guò)參考面的形心且平行于試樣1的長(zhǎng)邊的軸為縱向中心軸；兩個(gè)支撐輥5與試樣1的支撐點(diǎn)對(duì)稱于縱向中心軸，且距離縱向中心軸1.4W；試樣1的底面上設(shè)有對(duì)稱于縱向中心軸的兩個(gè)尖型卡口12 和V型開(kāi)口槽11，兩個(gè)尖型卡口間距離為引伸計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)量程，左側(cè)卡口尖點(diǎn)與V型開(kāi)口槽11尖端平齊，V型開(kāi)口槽11垂直向上，V 型開(kāi)口槽11的尖端有預(yù)制裂紋，V型開(kāi)口槽11距離縱向中心軸 0.7W，尖型卡口12距離縱向中心軸1W，預(yù)制裂紋中心線距離兩側(cè)支撐輥5的距離為1:3；引伸計(jì)3的刀口卡在兩個(gè)尖型卡口12上；沖錘4位于試樣1的上面，與預(yù)制裂紋在同一豎直線上。優(yōu)選地，下端夾具2的上端為U型，U型部分兩臂要保證垂直于下端，同時(shí)兩個(gè)頂點(diǎn)有兩個(gè)水平平面，另頂點(diǎn)還有L狀的岔口，用來(lái)保證輥?zhàn)拥淖笥椅恢茫幌露藶門(mén)型，T型下端要保證垂直于上端。

優(yōu)選地，支撐輥5為圓柱狀，直徑大于0.5W，兩端有小圓柱，小圓柱上安裝軟繩或橡皮筋。