[發(fā)明專利]一種材料斷裂韌性測試方法及測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010428307.7
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111474070B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳海利
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電氣電站設(shè)備有限公司
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32;G06F30/20
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 林凡燕

本發(fā)明提供一種材料斷裂韌性測試方法及測試裝置，所述材料斷裂韌性測試方法包括，對目標(biāo)材料的斷裂韌性試樣進(jìn)行加載卸載斷裂韌性試驗(yàn)，以獲取加載卸載過程中的載荷和裂紋張開位移試驗(yàn)數(shù)據(jù)、初始裂紋長度測量值以及終止裂紋長度測量值，并根據(jù)按照初始裂紋長度測量值以及終止裂紋長度測量值對卸載柔度進(jìn)行全程修正，解決現(xiàn)有卸載柔度測試技術(shù)中由卸載柔度公式計(jì)算的裂紋長度與實(shí)際測量的裂紋長度存在偏差導(dǎo)致斷裂韌性結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。本發(fā)明提供的修正卸載柔度法可以準(zhǔn)確評估材料的斷裂韌性，在保留了柔度法試驗(yàn)試樣少，測試周期短的優(yōu)點(diǎn)的同時，還增加了斷裂韌性測試準(zhǔn)確度，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料斷裂韌性測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種材料斷裂韌性測試方法及測試裝置。

背景技術(shù)

對工程結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行容限設(shè)計(jì)和完整性評定時，需要獲取材料的斷裂韌性曲線和特征值。對于韌性材料，傳統(tǒng)斷裂韌性測試方法通常包括多試樣法和單試樣法。多試樣法是采用多個標(biāo)稱尺寸相同的試樣進(jìn)行測試，需要較多的試料和較長的試樣周期，試驗(yàn)成本較高。卸載柔度法是單試樣法的一種常用方法，其通過對一個試樣在試驗(yàn)過程中特定的時間間隔處重復(fù)實(shí)施部分卸載后再加載操作，借助卸載柔度技術(shù)，分析卸載/加載彈性柔度，計(jì)算卸載時的裂紋長度，進(jìn)一步計(jì)算對應(yīng)的斷裂韌性值。

單試樣卸載柔度法試驗(yàn)僅需要一個試樣即可獲取材料的斷裂韌度，大大節(jié)省了試驗(yàn)成本和試驗(yàn)周期，但由于柔度試驗(yàn)過程中測試材料、試樣裝夾、裂紋擴(kuò)展偏轉(zhuǎn)等不確定因素的影響，由卸載柔度計(jì)算得到的裂紋長度往往與實(shí)際測量的裂紋長度之間存在偏差，致使由裂紋長度擴(kuò)展量計(jì)算得到的阻力曲線和斷裂韌度不準(zhǔn)確，極大的限制了卸載柔度法的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種材料斷裂韌性測試方法及測試裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)前試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)提供的卸載柔度公式計(jì)算的裂紋長度與實(shí)際測量的裂紋長度存在偏差而導(dǎo)致斷裂韌性測試結(jié)果不準(zhǔn)確的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種材料斷裂韌性測試方法，所述材料斷裂韌性測試方法包括以下步驟：

對目標(biāo)材料的斷裂韌性試樣進(jìn)行加載卸載斷裂韌性試驗(yàn)，以獲取加載卸載過程中的載荷和裂紋張開位移試驗(yàn)數(shù)據(jù)、初始裂紋長度測量值以及終止裂紋長度測量值；

根據(jù)所述載荷和裂紋張開位移試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取每次卸載柔度；

根據(jù)所述初始裂紋長度測量值和所述終止裂紋長度測量值對所述每次卸載柔度進(jìn)行修正；

根據(jù)修正后的所述每次卸載柔度獲取每次卸載裂紋長度修正值以及每次卸載裂紋修正擴(kuò)展量；

根據(jù)所述每次卸載裂紋長度修正值獲取每次卸載斷裂韌性值；

根據(jù)所述每次卸載裂紋修正擴(kuò)展量及所述每次卸載斷裂韌性值建立阻力曲線。

在一可選實(shí)施例中，所述根據(jù)所述初始裂紋長度測量值和所述終止裂紋長度測量值對所述每次卸載柔度進(jìn)行修正的步驟包括：

根據(jù)初始卸載柔度獲取初始裂紋長度計(jì)算值，根據(jù)最后一次卸載柔度獲取終止裂紋長度計(jì)算值；

根據(jù)所述初始裂紋長度計(jì)算值及所述初始裂紋長度測量值獲取初始柔度修正系數(shù)，根據(jù)所述終止裂紋長度計(jì)算值及所述終止裂紋長度測量值獲取終止柔度修正系數(shù)；

根據(jù)所述初始柔度修正系數(shù)，所述終止柔度修正系數(shù)以及所述每次卸載柔度獲取每次卸載修正系數(shù)。

在一可選實(shí)施例中，所述根據(jù)所述初始柔度修正系數(shù)，所述終止柔度修正系數(shù)以及所述每次卸載柔度獲取每次卸載修正系數(shù)的步驟包括，根據(jù)所述初始柔度修正系數(shù)，所述終止柔度修正系數(shù)以及所述每次卸載柔度，采用插值法獲取所述每次卸載修正系數(shù)。

在一可選實(shí)施例中，所述插值法包括線性插值法。