技術(shù)分享 | 使用DynaTestExpert進(jìn)行裂紋尖端張開位移試驗(yàn)

2025-10-30 14:51:56 · 中機(jī)試驗(yàn) · 中機(jī)試驗(yàn)

裂紋尖端張開位移試驗(yàn)（CTOD試驗(yàn)），是一種用于評估材料斷裂韌性的力學(xué)試驗(yàn)方法。廣泛應(yīng)用于焊接結(jié)構(gòu)、壓力容器、管道等工程領(lǐng)域，尤其在存在裂紋或缺陷的情況下評估材料的抗斷裂能力。

PART.01

試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)

《金屬材料準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌度的統(tǒng)一試驗(yàn)方法》

（GB/T 21143-2014）

本標(biāo)準(zhǔn)文件規(guī)定了均勻金屬材料在承受準(zhǔn)靜態(tài)加載時斷裂韌度K、裂紋尖端張開位移δ、J積分和阻力曲線的試驗(yàn)方法。試樣有缺口，采用疲勞的方法預(yù)制裂紋，在緩慢增加位移量的條件下進(jìn)行試驗(yàn)。斷裂韌性由獨(dú)立試樣在延性裂紋擴(kuò)展、延性裂紋擴(kuò)展失穩(wěn)或發(fā)生非穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展時刻或之后的狀態(tài)確定。當(dāng)裂紋擴(kuò)展表現(xiàn)為延性撕裂條件下的穩(wěn)定擴(kuò)展時,可以測定用于描述斷裂韌度與裂紋擴(kuò)展量關(guān)系的阻力曲線。

PART.02

試驗(yàn)設(shè)備及其他用具

試驗(yàn)設(shè)備：中機(jī)試驗(yàn)電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)。

該設(shè)備廣泛應(yīng)用于各種金屬材料、復(fù)合材料以及類似材料動態(tài)高周疲勞(HCF)、低周疲勞(LCF)、程控疲勞、裂紋擴(kuò)展速率、斷裂韌性(KIC、JIC、CTOD等)以及靜態(tài)的恒變形速率、恒負(fù)荷速率和各種常規(guī)的力學(xué)性能試驗(yàn)中。

試驗(yàn)用具：中機(jī)試驗(yàn)COD規(guī) ?型號：COD10-3-1

PART.03

試驗(yàn)視頻

PART.04

試驗(yàn)步驟

一、預(yù)制疲勞裂紋

1.安裝試樣并放置COD規(guī)引伸計(jì)。

圖1

圖2

2.在控制計(jì)算機(jī)中設(shè)置裂紋長度檢查參數(shù)，對試樣進(jìn)行裂紋長度檢查，計(jì)算當(dāng)前試樣的彈性模量以確認(rèn)試樣是否裝夾合適。

圖3

3. DynaTestExpert支持對試樣進(jìn)行加卸載三次，并使用不同顏色的曲線以區(qū)分試樣加卸載過程，每次過程都能夠計(jì)算出彈性模量和裂紋長度。

圖4

4.Dyna Test Expert進(jìn)行預(yù)制裂紋試驗(yàn)的試驗(yàn)方法包括降K法和恒K法，用戶可以自定義試驗(yàn)終止時的最終最大應(yīng)力強(qiáng)度因子和試驗(yàn)開始時的最初最大應(yīng)力強(qiáng)度因子。

5.預(yù)制裂紋試驗(yàn)支持實(shí)時顯示試驗(yàn)項(xiàng)裂紋長度-循環(huán)周次曲線和載荷-COD曲線，并支持導(dǎo)出操作。

載荷-COD曲線同時顯示線性擬合數(shù)據(jù)的上限值和下限值，其作為輔助線可以方便用戶觀察自定義上下限數(shù)值是否合理。

圖5：曲線顯示動圖??

6.實(shí)時顯示運(yùn)行時的數(shù)據(jù)顯示包括實(shí)時值、峰谷值和計(jì)算的預(yù)制裂紋數(shù)據(jù)。預(yù)制裂紋數(shù)據(jù)包括柔度、形狀因子、線性擬合載荷上限、線性擬合載荷下限、最大載荷、最大應(yīng)力強(qiáng)度因子等數(shù)據(jù)。

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圖6

7.得到的試驗(yàn)結(jié)果包含了試驗(yàn)參數(shù)和試驗(yàn)停止時的最終最大載荷和最終最大應(yīng)力強(qiáng)度因子。此外還計(jì)算了50%的預(yù)裂紋擴(kuò)展量時的最大疲勞預(yù)制裂紋載荷和在最后的1.3mm的預(yù)裂紋擴(kuò)展量時的最大疲勞預(yù)制裂紋載荷。