[发明专利]一种基于应变测量技术确定三点弯曲标准试样裂纹长度的方法

说明书

本发明涉及断裂力学试验裂纹长度测量技术领域，提供了一种针对三点弯曲标准试样的裂纹长度的测量方法，包括：提出了确定裂纹长度的测量方程、电阻应变计的布置方式、裂纹长度的确定方式。其中，所述测量方程可采用预制缺口试样获得；所述电阻应变计的布置方式包括布置方向与布置位置；所述裂纹长度的确定方式包括力值的测量、应变的测量、测量数据的处理方式。本发明提供了一种可确定三点弯曲标准试样裂纹长度的测量方法，该测量方法简单易行可靠，具备较高的测量效率，且便于实现自动化采集与监测。

技术领域

本发明涉及断裂力学试验裂纹长度测量技术领域，尤其涉及一种针对三点弯曲标准试样裂纹长度的测量。

背景技术

在断裂力学试验领域，针对疲劳裂纹扩展长度的测量的研究从来没有停止过。目前，有关裂纹长度测量的相对成熟的方法有目测直读法、裂纹张开位移法、电位法、超声波法、声发射法、涡流法和磁粉法等。

本发明在此提出一种完全不同于上述测量方法的一种基于应变测量技术确定三点弯曲标准试样裂纹长度的方法。本发明所提及的测量方法简单易行，具备较高的测量效率，且便于实现自动化采集与监测。

发明内容

本发明提供了一种基于应变测量技术确定三点弯曲标准试样裂纹长度的方法，包括：提出了确定裂纹长度的测量方程、电阻应变计的布置方式、裂纹长度的确定方式。其中，所述测量方程可采用预制缺口试样获得；所述电阻应变计的布置方式包括布置方向与布置位置；所述裂纹长度的确定方式包括力值的测量、应变的测量、测量数据的处理方式。

所述的测量方法针对的是用于测定断裂力学性能的三点弯曲标准试样裂纹长度的测量，尤其适用于疲劳裂纹扩展试验时裂纹长度的实时测量。

所述的测量方法适用于三点弯曲标准试样，即试样的宽度W为厚度B的2倍，试样的长度L不小于试样宽度W的4.2倍，且加载时弯曲跨度S为试样宽度W的4倍。

所述的测量方法适用于金属等各向同性材料。

所述的测量用电阻应变计布置在三点弯曲标准试样上，其位置需同时满足如下三个条件：（1）在开设预制缺口一侧的试样表面上；（2）在试样表面长度方向的中轴线上；（3）距离竖向加力作用平面的水平距离恰好等于试样的厚度。

所述的测量方程如下：

lg[εB²E (1–a/W)/(3F)]=K₁+K₂a/W （1-1）

式中，E为试样材料的弹性模量，单位N/mm²；F为施加力值，单位N；W为试样宽度，单位mm；B为试样厚度，单位mm；ε为微应变读数；a为裂纹长度，单位mm；K₁和K₂为待定系数，是与材料有关的常数，可以通过带预制缺口的试样来确定。