[发明专利]一种铸钢材料J-R阻力曲线的规则化测试方法

权利要求书

1.一种铸钢材料J-R阻力曲线的规则化测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将待测试材料加工成台阶型缺口紧凑拉伸试件，采用整体式刀口，以便安装COD夹式引伸计，并利用疲劳试验机预制疲劳裂纹；

S2：将已经预制完疲劳裂纹的试件安装在万能试验机上，并将已标定的COD夹式引伸计安装在试件刀口位置处，进行断裂韧度试验；在试验过程中实时采集荷载F以及由COD夹式引伸计测量的施力点位移q，即施力点位移—荷载(q-F)曲线，直至试件无法再加载或试验机停机；

S3：将进行完断裂韧度试验后的试件重新安装到疲劳试验机上，进行二次疲劳试验，以便对裂纹前缘进行标记；之后施加拉力拉断试件，暴露断口；

S4：利用九点平均法测量初始裂纹长度a₀、终止裂纹长度a_f以及最终裂纹扩展长度Δa_f；

S5：将最大荷载值F_m之前的所有数据点(q_i，F_i)进行荷载和施力点位移的规则化处理，得到规则化数据点(q_pNi'，F_Ni)；并利用终止裂纹长度a_f，对最终数据点(q_n，F_n)进行荷载和施力点位移的规则化处理，得到最终规则化数据点(q_pNn'，F_Nn)；

S6：从最终规则化数据点(q_pNn'，F_Nn)向前面的规则化数据点(q_pNi'，F_Ni)做切线，得到切点(q_pNt'，F_Nt)；

S7：将0.001≤q_pNi'≤q_pNt'范围内的所有规则化数据点，加上最终规则化数据点(q_pNn'，F_Nn)，进行规则化拟合，建立规则化校准方程；

S8：将初始裂纹长度a₀记为a₀^*，以增量为0.001mm的形式递增，a₀+0.001记为a₁^*，a₀+2×0.001记为a₂^*......直至终止裂纹长度a_f＝a₀+n×0.001，记为a_n^*；

S9：实施迭代程序，求出每一数据点(q_i，F_i)对应的裂纹长度a_i；

S10：计算裂纹扩展长度Δa_i，并通过相关式计算J积分J_i；以裂纹扩展长度Δa_i为横坐标，J积分J_i为纵坐标，将所有数据点(Δa_i，J_i)描绘在坐标图上，并连接成一条平滑的曲线，即为J-R阻力曲线；

S11：计算钝化线方程：过Δa＝0.1mm作钝化线的平行线，为J-R曲线左边界线J_left，其与J-R阻力曲线交点以右的所有数据点(Δa_i，J_i)都将参与拟合，得到J-R拟合方程，并对J-R阻力曲线进行有效性判定；

S12：过Δa＝0.2mm作钝化线的平行线，其与J-R拟合方程的交点定义为J_Q，并判断J_Q是否为非平面内尺寸敏感的；若J_Q为非尺寸敏感值，则定义为J_IC，即初始延性断裂韧度；否则J_Q为尺寸敏感值，定义为J_Q(B)。