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疲勞測試平面應變斷裂韌度 KIC 試驗

詳細介紹

試驗原理：基于線彈性斷裂力學理論，通過預制疲勞裂紋的試樣在緩慢加載下測定裂紋尖端的應力強度因子（K），

當K達到臨界值KIC時，裂紋失穩(wěn)擴展，此時KIC即為材料的平面應變斷裂韌度。


試驗步驟：

1.測量試樣厚度B和寬度W，精度要求達到0.05mm或0.5%中的較大者。

2. 對試樣粘貼引伸計的卡裝刀口，并將試樣安放于試驗機上，確保裂紋擴展面與加載壓頭處于同一平面。

3. 對試樣加載，測量載荷P-位移V關系曲線，直至試樣完全斷裂。加載速度控制標準為應力強度因子的速率在0.55~2.75MPa·m^1/2·s^-1范圍內(nèi)。

4. 在裂紋擴展斷裂的試樣斷口上，借助于測量工具顯微鏡，在試樣厚度方向上1/4、1/2、3/4位置上測量裂紋長度，記作a1、a2、a3、a4、a5，并測量各位置上的疲勞裂紋長度。

5. 根據(jù)測量得到的裂紋長度，判斷試驗的有效性。

6. 觀察斷口形貌，記錄每個試樣的斷口形貌特征。


試驗數(shù)據(jù)處理：

1.驗證裂紋長度測量的有效性，確保a2、a3和a4中任意兩個測量值之差不超過平均值a的10%，a1、a5與a的差值不超過15%，且a1和a5之差不超過a的10%。

2. 計算最大載荷Pmax和條件載荷Pq，并驗證其符合判據(jù)要求。

3. 根據(jù)公式計算Kq，并驗證KIC的有效性判據(jù)。


參考標準：

GB/T 4161-2007：《金屬材料 平面應變斷裂韌度KIC試驗方法》

ASTM E399：《金屬材料平面應變斷裂韌度標準試驗方法》

ISO 12135：《金屬材料-斷裂韌度試驗》

ASTM E1820：《斷裂韌度J積分試驗方法》