CTOD试验方法简介

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1、CTOD试验方法简介断裂力学中用以评定金属材料抗脆性断裂性能的指标是断裂韧性(度)，主要有Kic、δc和Jic三种。它们各有不同的适用范围，而且都可以通过试验加以测定。目前我国测定是Kic。是按GB／T4161—1984《金属材料平面应变断裂韧度Kic试验方法》的规定进行：测定δc按GB／T2358—1994《金属材料裂纹尖端张开位移试验方法》的规定讲行，测定Jic按GB／T2038—1991《金属材料延性断裂韧度Jic试验方法》的规定进行。鉴于焊接结构大量采用中、低强度钢、这些材料多数是在弹塑性条件下

2、发生断裂，一般都采用δc这个指标进行评定，这甲摘要介绍δc的CTOD试验方法。CTOD是裂纹张开位移英文字头的缩写(Crack-tipOpeningDisplacement)，—般用δ表示，对具有一定裂纹的构件，当载荷逐渐增加，原裂纹尖端张开的位移δ逐渐增大。当裂纹张开位移δ达到材料一定临界值δc时，裂纹就扩展而破断。就把这个临界值δc作为材料断裂韧性的指标。按GB／T2358—1994规定，可以采用带疲劳裂坟的直3点弯曲[SE(B)]加载、拱形三点弯曲[ASE(B)]加载或紧凑拉伸[C(T)]三种不同

3、的试样在室温或低温下进行试验，测得裂纹扩展过程中不同阶段的CTOD值，其中包括δc值。注：1.机加工缺口应垂直于试样表面，偏差在±2°以内。2.单试样法宜采用整体刀口。试样厚度B应优先采用被测材料的原始厚度。试样的原始裂纹长度αo(图中末标出)，必须在0.45W～0.55W范围内。试样的加工缺口应在下图中规定的包迹内，缺口根部半径小于等于0.8mm。试样长度不小于4.5W，宽度与厚度之比W／B在1～4范围内.必须通过疲劳的方法对试样预制疲劳裂纹，其长度应不小于5％αo，且不小于1.3mm。采用多试样法时

4、，至少应准备6个试样，采用单试样法时，以准备3个试样为宜。试验可采用各种形式的材料试验机，但须满足GB228要求。对直3点弯曲试样试验的加载装置如下图所示。试样与支承辊之间保持滚动接触，支承辊与夹具必须采用高强度钢，其硬度须大子40HRC，以防表面产生压痕。焊接接头的COD试验可参照JB/T4291—1999《焊接接头裂纹张开位数(COD)试验法》的规定进行。在试验的加载过程中，记录载荷P与引伸计测出的缺口张开位移V的P—V曲线，见下图：为了获得δr和△α的关系曲线(△α为裂纹扩展量，δr为对应该裂纹扩

5、展量的CTOD值)，可以采用多试样法，即用至少6个形状及几何尺寸完全相同的试样，分别加载到不同的裂纹扩展量，用光学方法在断口上测定裂纹长度，然后将测得的δr和△α作图，用解析法得出δr和△α的最佳回归曲线。也可采用单试样法，即用一根试样，采用弹性柔度法，或与之相应的其他间接方法求出试样的裂纹长度扩展量。用δr—△α且阻曲线确定所需的CTOD值。