资源描述：
《平面应变断裂韧度k1c的测定实验预案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、平面应变断裂韧度Kic的测定实验预案姓名:江维学号：M050110110指导老师：钱士强学院：材料工程学院-、试样制备1.材料：先用40刚表一材料热处理状态强度指标asMPaKicMN/m3''240刚860°C正火29470.7〜71.92.试样尺寸确定(1)厚度：为确定试件尺寸，要根据试件各预先测定材料的5).2和Me的估计值，根据上式确定试件的最小厚度，在尺寸之间的关系确定试件的其它尺寸。心的估计值可以借用相近材料的Kic值，也可根据材料的5).2/E的值确定试件的尺寸，如下表所示：表二试样的推荐尺寸。0.2/Ea(mm)00.2/Ea(mm)0.0050—0.00
2、57750.0071—0.0075320.0057—0.0062630.00750.0080250.0062—0.0065500.0080—0.0085200.0065—0.0068440.0085—0.010012.50.0068—0.007138>0.01006.5当确知2.5(鱼)2比表中推荐尺寸小得多时，可采用较小试件.在试验°"o.2测得有效Ke结果后，可在随后试验中将尺寸减少到a、B>2.5(^)2°*0.2BM2.5(Kic/Os)222.5(71.9/294)2=0.1496m所以取B=0.15m.(1)高度：a>50ry^2.5(Kic/ns)2(D(W
3、・a)32.5(K]c/Os)2②由①+(2)得W^2*2.5(Klc/os)2,所以取W=0.3m。(2)长度：跨距：S=4W+0.2W=1.26m.长度L>S,所以取L=1.4mo表三材料B(m)W(m)L(m)40钢0」50.31.4二、预制疲劳裂纹为了模拟实际构件中存在的尖锐裂纹，使得到的K1C数据可以对比和实际应用，试件必须在疲劳试验机上预制疲劳裂纹。预制疲劳裂纹开始时，最大疲劳载荷应使应力强度因子的最大值不超过Kic的80%,疲劳载荷的最低值应使最低值与最小值之比在・1与0」之间。在疲劳裂纹扩张的最后阶段，至少在2.5%a的扩展屮，应当减少最大载荷或位移，使疲
4、劳应力强度因子的最低值Kfmax^0.6Klc,Kfmax/E<0,0032m12。同时调整最小载荷或位移，使载荷比乃在-1-0.1Z间。表四开始阶段Pmax=250TPmin=20T最后阶段Pmax=180TPmin=15T其方法是：先用线切割机在试样上切割0.14m长的机械切口，然后在疲劳试验系上使试样承受循坏变应力，引发尖锐的疲劳裂纹，约为0.01mo,观察裂纹是否长到刻线处。预制疲劳裂纹时，应仔细监测试样两侧裂纹的萌生情况，避免两侧裂纹三、试样尺寸测量1、试件厚度应在疲劳裂纹前缘韧带部分测量三次BtB2,Bs,取其平均值作为B=(Bi+B2+B3)/3。测量精度要
5、求0.02mm或0.1%B,取其中较大者记录。2、试件高度应在切口附近测量三次W1.W2.W3,取其平均值作为W=(W]+W2+W3)/3,测量精度要求0.02mm或0.1%W,取其屮较人者记录。四、实验程序1、在试件上粘贴刀口以便能安装夹式引伸计，刀口外线间距不得超过22mm,安装夹式引伸计时耍使刀口和引伸计的凹槽配合好；2、将试样按图2—3装置安放好图2三点弯曲试样试验装置示意图3、标定夹式引伸计；4、开动拉伸机，缓慢匀速加载，直至试样明显开裂，停机。1111线上记录下载荷和丿JU张开位移之间的曲线；5、取下夹式引伸计，开动引伸机，将试样压断，停机取下试样；6、记录试
6、验温度和断口外貌。五、实验结果处理(一)(1)确定条件临界载荷PqP-V曲线如图3所示一般分为三种类型，即稳定扩展型I,局部扩展型II和失稳扩展型III。在P-V曲线上要确定裂纹长度的表观扩展量为2%的载荷即Pq,而2%的裂纹扩展量对应的裂纹嘴张开位移的札I对增量为5%。确定Pq的方法如下:过原点作直直线与P-V曲线的交点对应的载线0A,使0A的斜率为P-V曲线初始直线斜率的95%,荷为•对于失稳扩展型，其Pq=Pmax；样断•对于局部扩展型，若P5点前冇载荷峰值大于P5,则这个峰值为Pq；•对于稳定扩展型Pq=P5。要求Pmax/Pq<1.1,否则试验无效。(2)测量裂
7、纹长度裂纹长度a用丄具显微镜或其它精密测量仪器测量。图4为试件断口示意图，考虑到裂纹前缘的不平直，规定在1/4B；1/2B；3/4B位置上测量裂纹长度a2,a3,如取其平均值a-(a2+a3+tz4)/3作为裂纹长度。要求a2，a3,aq任意两个测量值之差都不得大于a的10%,而且如、、,as之差也不得人于a的10%。(3)计算条件断裂韧度Kq及冇效性检验将条件临界载荷Pq和裂纹长度a代入Ki表达式计算条件断裂韧度Kq,并对Kq进行有效性检验。有效性条件如下:(a)8〉2.5(匕/%2)2a>2.5(K(//GQ2)2W-a>
