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航材力学性能检测:试验程序、测量精度、疲劳裂纹预制和加载速率

时间:2023-08-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:W的测量与采用的试样有关,测量精度不低于0.02mm。应采用至少2级应力水平进行试样的疲劳裂纹预制,最大的应力强度因子Kmax在疲劳裂纹扩展的任何阶段不能超过KQ的80%。加载速率应使得最初弹性位移阶段应力强度因子K的增加速率在0.55~2.75范围内。

航材力学性能检测:试验程序、测量精度、疲劳裂纹预制和加载速率

1.测量试样尺寸

沿着预期的裂纹扩展线,在至少三个等间隔位置上测量厚度B,测量精度不低于0.02mm,取三次测量的平均值作为BW的测量与采用的试样有关,测量精度不低于0.02mm。

2.预制疲劳裂纹

疲劳预裂的目的是产生一条尖锐的裂纹,消除机械切口末端由于机械加工引起的残余应力,使裂纹尖端塑性区尺寸减至最小,并制造一条尖锐锋利的裂纹尖端。

疲劳预裂纹是对切口试样进行一定数量的循环加载产生的,应力比R可以选择为0.1,循环次数大约为104左右,取决于试样的几何形状、切口制备和循环应力强度因子水平。应采用至少2级应力水平进行试样的疲劳裂纹预制,最大的应力强度因子Kmax在疲劳裂纹扩展的任何阶段不能超过KQ的80%。最后阶段(裂纹尺寸a的2.5%)疲劳预裂的Kmax也不能超过KQ的60%。

3.断裂试验(www.xing528.com)

安装试样和COD规,增加载荷直到试样破坏,记录P-V曲线和最大的载荷Pmax。加载速率应使得最初弹性位移阶段应力强度因子K的增加速率在0.55~2.75978-7-111-58451-3-Part03-128.jpg范围内。

4.裂纹长度的测量

测得P-V曲线后,可将试样压断或者拉断,用工具显微镜沿厚度方向0.25B、0.5B、0.75B处共三点测量裂纹长度,如图13-17所示。并计算这三个点的平均值a作为裂纹长度参与应力强度因子的计算。a=(a2+a3+a4)/3。a2a3a4中任何两个的差异不能超过平均值a的10%;任何一个表面裂纹尺寸(a1a5)的测量值与平均值a相差不能超过15%,它们之间的差异不能超过a的10%。

5.断口形貌的观测

疲劳预裂平面和随后的2%裂纹扩展量(中间的平面断裂区域,不包括表面剪切唇)应该平行于起始切口平面,偏差不能超过±10°。对于侧槽试样,疲劳预裂和随后2%的稳态裂纹扩展量应在侧槽根部以内。

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