[发明专利]一种材料断裂韧性测试方法及测试装置

说明书

本发明提供一种材料断裂韧性测试方法及测试装置，所述材料断裂韧性测试方法包括，对目标材料的断裂韧性试样进行加载卸载断裂韧性试验，以获取加载卸载过程中的载荷和裂纹张开位移试验数据、初始裂纹长度测量值以及终止裂纹长度测量值，并根据按照初始裂纹长度测量值以及终止裂纹长度测量值对卸载柔度进行全程修正，解决现有卸载柔度测试技术中由卸载柔度公式计算的裂纹长度与实际测量的裂纹长度存在偏差导致断裂韧性结果不准确的问题。本发明提供的修正卸载柔度法可以准确评估材料的断裂韧性，在保留了柔度法试验试样少，测试周期短的优点的同时，还增加了断裂韧性测试准确度，具有很强的实用性。

技术领域

本发明涉及材料断裂韧性测试技术领域，特别涉及一种材料断裂韧性测试方法及测试装置。

背景技术

对工程结构材料进行容限设计和完整性评定时，需要获取材料的断裂韧性曲线和特征值。对于韧性材料，传统断裂韧性测试方法通常包括多试样法和单试样法。多试样法是采用多个标称尺寸相同的试样进行测试，需要较多的试料和较长的试样周期，试验成本较高。卸载柔度法是单试样法的一种常用方法，其通过对一个试样在试验过程中特定的时间间隔处重复实施部分卸载后再加载操作，借助卸载柔度技术，分析卸载/加载弹性柔度，计算卸载时的裂纹长度，进一步计算对应的断裂韧性值。

单试样卸载柔度法试验仅需要一个试样即可获取材料的断裂韧度，大大节省了试验成本和试验周期，但由于柔度试验过程中测试材料、试样装夹、裂纹扩展偏转等不确定因素的影响，由卸载柔度计算得到的裂纹长度往往与实际测量的裂纹长度之间存在偏差，致使由裂纹长度扩展量计算得到的阻力曲线和断裂韧度不准确，极大的限制了卸载柔度法的应用。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种材料断裂韧性测试方法及测试装置，用于解决现有技术中当前试验标准提供的卸载柔度公式计算的裂纹长度与实际测量的裂纹长度存在偏差而导致断裂韧性测试结果不准确的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种材料断裂韧性测试方法，所述材料断裂韧性测试方法包括以下步骤：

对目标材料的断裂韧性试样进行加载卸载断裂韧性试验，以获取加载卸载过程中的载荷和裂纹张开位移试验数据、初始裂纹长度测量值以及终止裂纹长度测量值；

根据所述载荷和裂纹张开位移试验数据获取每次卸载柔度；

根据所述初始裂纹长度测量值和所述终止裂纹长度测量值对所述每次卸载柔度进行修正；

根据修正后的所述每次卸载柔度获取每次卸载裂纹长度修正值以及每次卸载裂纹修正扩展量；

根据所述每次卸载裂纹长度修正值获取每次卸载断裂韧性值；

根据所述每次卸载裂纹修正扩展量及所述每次卸载断裂韧性值建立阻力曲线。

在一可选实施例中，所述根据所述初始裂纹长度测量值和所述终止裂纹长度测量值对所述每次卸载柔度进行修正的步骤包括：

根据初始卸载柔度获取初始裂纹长度计算值，根据最后一次卸载柔度获取终止裂纹长度计算值；

根据所述初始裂纹长度计算值及所述初始裂纹长度测量值获取初始柔度修正系数，根据所述终止裂纹长度计算值及所述终止裂纹长度测量值获取终止柔度修正系数；

根据所述初始柔度修正系数，所述终止柔度修正系数以及所述每次卸载柔度获取每次卸载修正系数。

在一可选实施例中，所述根据所述初始柔度修正系数，所述终止柔度修正系数以及所述每次卸载柔度获取每次卸载修正系数的步骤包括，根据所述初始柔度修正系数，所述终止柔度修正系数以及所述每次卸载柔度，采用插值法获取所述每次卸载修正系数。

在一可选实施例中，所述插值法包括线性插值法。