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疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗

詳細(xì)介紹

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評估材料在循環(huán)載荷下裂紋擴(kuò)展速率（da/dN）隨應(yīng)力強(qiáng)度因子范圍（ΔK）的變化規(guī)律。

確定材料的疲勞裂紋擴(kuò)展門檻值（ΔKth）和Paris公式參數(shù)（C、m），用于預(yù)測結(jié)構(gòu)疲勞壽命。

在交變應(yīng)力作用下，材料表面裂紋隨循環(huán)次數(shù)（N）逐漸擴(kuò)展，擴(kuò)展速率（da/dN）取決于應(yīng)力強(qiáng)度因子幅度（ΔK）。


試樣方法：

1.試樣準(zhǔn)備：

預(yù)制裂紋：緊湊拉伸（CT）、中心裂紋拉伸（CCT）等試樣，預(yù)制初始裂紋長度（a0）。

試樣尺寸：需滿足平面應(yīng)變條件（厚度 B≥2.5(Kmax/σy)2，避免塑性影響）。

2. 加載條件：

循環(huán)載荷（正弦波等），控制應(yīng)力比（R = σmin/σmax）和頻率（通常<20Hz）。

3. 監(jiān)測與記錄：

實時測量裂紋長度（a）與循環(huán)次數(shù)（N），繪制 a-N曲線，計算斜率 da/dN。

4. 數(shù)據(jù)處理：

計算 ΔK（基于試樣幾何與載荷），繪制 da/dN-ΔK曲線（雙對數(shù)坐標(biāo)）。

確定三個階段：低速區(qū)（門檻值 ΔKth）、中速區(qū)（Paris公式適用）、高速區(qū)（接近斷裂）。


測試標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T 6398-2017：《金屬材料 疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗方法》

ASTM E647：《金屬材料疲勞裂紋擴(kuò)展速率標(biāo)準(zhǔn)試驗方法》