[发明专利]一种裂纹张开应力的测量方法

摘要

本发明属于光测力学、工程材料和疲劳断裂力学研究领域，涉及一种裂纹张开应力的测量方法。该方法的主要步骤包括：对含裂纹试件进行加载，通过非接触式应变位移测量分析系统采集裂纹尖端目标点完整载荷循环的应变数据，依据裂纹尖端应变数据用最小二乘法对卸载阶段和加载阶段求解裂纹张开应力。本发明利用非接触式应变位移测量分析系统测量裂纹尖端目标点的柔度变化来确定裂纹张开应力，得到的结果比目前常见的引伸计法更可靠，同时检测更加便利、全面。

主权项

一种裂纹张开应力的测量方法，其特征在于，将数字影像采集系统与计算机连接，并将应变位移数据处理程序安装在计算机中，组成非接触式应变位移测量分析系统(3)，然后利用非接触式应变位移测量分析系统(3)进行裂纹张开应力的测量，测量步骤如下：1)将含裂纹试件(1)固定在加载装置(2)上，利用加载装置(2)对试样(1)进行加载；2)通过非接触式应变位移测量分析系统(3)中的数字影像采集系统采集试件(1)上裂纹尖端目标点的完整载荷循环的影像数据，用应变位移数据处理程序处理目标点的影像数据得到对应的应变数据，并记录在计算机中；3)用最小二乘法对卸载阶段最大载荷95％至70％范围内应变数据做直线拟合，得到的直线斜率为裂纹完全张开时的柔度，记为f；4)选取加载阶段应变数据最大载荷90％的作为拟合曲线段，以10％为范围，间隔5％对拟合曲线段进行分段，用最小二乘法对加载阶段应变数据分段进行直线拟合，拟合得到的各段直线斜率，记为分段柔度f_n；5)各段数据的柔度偏离d_n由下式得到：d_n＝(f‑f_n)/f；其中n＝1，2，3…6)以各段柔度偏离d_n和平均载荷S_n为坐标，在标准直角坐标系内绘出对应点并用直线连接；柔度偏离增大阶段折线最后一次经过0点时对应的应力即为裂纹张开应力。