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關于斷裂韌性(KIC、CTOD、JIC)試驗方法介紹

2023.04.23   萬測

一、 斷裂韌性試驗描述

        研究裂紋在應力作用下如何在材料中擴展。材料分為以下幾類:

        脆性材料:裂紋通常會使試樣迅速破壞。脆性斷裂測試描述了應力強度的臨界水平KIC,這是試樣中裂紋保持穩定的最大應力水平。高于這一水平的應力會導致裂紋迅速增長,通常會導致災難性的試件破壞。

韌性材料:裂紋不會立即導致試件失效,而是隨著施加應力的增加而繼續抵抗裂紋擴展。韌性斷裂測試描述了JIC,這是導致裂紋伸長所需能量的測量。

       相關標準:ASTM E399,ASTM E1820,ISO 12135,GB/T 21143。

二、關于試樣

       裂紋試驗的大多數試驗需要特定形狀的試樣,在一系列的標準中都有對試樣進行描述。在參數設置時可以選擇不同的試樣形狀,常用的有CT(直通型、臺階型)和SEN(B)(三點彎曲)試樣形狀。試樣形狀及尺寸信息會直接影響結果,在測量尺寸時應準確測量。

CT試樣(直通型): 

裂紋試驗-斷裂韌性(KIc,CTOD,JIc)宣傳1411.png

快接型矛盾緊湊型型suv彎曲試件(無側槽B=Bn) 快接型矛盾緊湊型型suv彎曲試件(有側槽)

裂紋試驗-斷裂韌性(KIc,CTOD,JIc)宣傳1451.png

石階型緊密彎曲試板

附加刀口:


裂紋試驗-斷裂韌性(KIc,CTOD,JIc)宣傳1469.png

表1.jpg

SEN(B)試樣(無側槽):

裂紋試驗-斷裂韌性(KIc,CTOD,JIc)宣傳1754.png

SEN(B)試樣(有側槽):

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附加刀口:

裂紋試驗-斷裂韌性(KIc,CTOD,JIc)宣傳1780.png

表2.jpg

三、關于試驗設備:電液伺服疲勞試驗機

裂紋擴展3.jpg


  • 規格型號:HDT254B、HDT504B、HDT105B、HDT255B

  • 最大試驗力(kN):25、50、100、250

  • 試驗力測量范圍:2%~100%FS

  • 試驗力示值精度:0.5%

  • 作動器行程(mm):150(±75)

  • 位移測量分辨率:0.001

  • 實驗設計的頻率(Hz): 50

    引伸計.png

COD引伸計:3541國產

同軸度修改試驗裝置

同軸度測試軟件儀(選擇裝配)

檢驗公裝設計:拉伸彈簧公裝設計、二點彎曲變形公裝設計

中高溫爐或的環境箱(配置)

耐壓系統:萬測自動研發部TestCenter系統含脫落熱學定性分析


四、關于計算公式

1.內應力標準因素K計算方法:

裂紋試驗-斷裂韌性(KIc,CTOD,JIc)宣傳11317.png

裂紋試驗-斷裂韌性(KIc,CTOD,JIc)宣傳11319.png

2.裂紋長度計算

2.1這對于SEB彎度縮減試件自動測量開口撐開位錯位置a/W測算:

2.2面對梯段型緊湊型拉長制樣:

裂紋試驗-斷裂韌性(KIc,CTOD,JIc)宣傳11381.png

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3.斷韌度J計算公式:

4.開裂韌度δ計算出來:

五、關于裂紋試驗

1.預制混凝土紋裂

640[1].jpg

預制裂紋2.jpg

2.開裂堅韌

斷裂韌性KIC.jpg

六、裂紋試驗數據分析

KIC分析.jpg

JIC分析.jpg

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