断裂韧性测试试验技术
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发布时间:2024-10-23 17:50
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时间:2024-11-05 15:23
断裂韧性是试样或构件在存在裂纹或类似裂纹缺陷的情况下,材料在裂纹尖端力学状态所显示的阻抗值。这一阻抗值可以用能量释放率g、应力强度因子K、裂纹尖端张开位移CTOD和J积分等参数来描述。[1]
断裂韧性,又称断裂抗力,是阻止宏观裂纹失稳扩展能力的度量。它受到截面尺寸、温度、应变速率等因素的影响。[1]
断裂韧性是表征材料阻止裂纹扩展的能力的定量指标。它不依赖于裂纹的大小、形状及外加应力大小,是材料本身的特性,只与材料本身、热处理及加工工艺有关。[1]
断裂韧性在工程中受到重视的原因是,它表征与光滑试样中强度特性完全相反的特性。例如,同一系列的材料的断裂韧性值随屈服强度增加而下降。因此,尽管按屈服强度准则认为已进行十分安全设计的高强度材料的结构,由于其构件中某种原因或有缺陷或产生裂纹,甚至也会发生不稳定断裂造成致命的损伤。[1]
断裂韧性受外部因素和内部因素的控制。外部因素包括板材或构件截面的尺寸、服役条件下的温度和应变速率等。内部因素有材料成分和内部组织。[1]
在断裂韧性的测定中,有三个阶段:FPZ逐渐形成,应力强度因子KI值将会单调增加;裂纹发生稳定扩展;然后出现KI值的突然减少到KIC值。[1]
测试方法包括压痕法等,其中压痕法是通过在试样表面产生预制裂纹,根据压痕载荷P和压痕裂纹扩展长度C计算出断裂韧性数值(KIC)[1]
金属材料的断裂韧性、裂纹扩展速率和裂纹扩展的门槛值等力学性能指标已在零部件的强度设计、新材料的研制、材料的应用研究、材料强度规律的试验研究、热处理工艺的选择以及失效分析中得到了广泛的应用[1]
断裂力学的研究进展表明,材料断裂韧性分散性问题已成为影响含缺陷结构概率安全评定的关键因素之一[1]