[发明专利]基于声发射检测的镁合金搅拌摩擦焊接头疲劳裂纹扩展特性研究方法

摘要

基于声发射检测的镁合金搅拌摩擦接头疲劳裂纹扩展特性研究方法，属于镁合金材料力学性能的技术领域，其特征在于是一种针对含预制裂纹镁合金在疲劳载荷作用下试件扩展的过程，由于弹塑性变形作用使得试件内能升高，最终伴随着裂纹扩展释放能量，得到试件内部声发射信号与循环次数关系曲线；通过分析曲线形状特征，确定疲劳试件的扩展情况，进而求得镁合金进入失稳扩展阶段的临界值，该方法无需实验人员对试件一直观察，具有方便、快捷、准确等优点。

主权项

基于声发射检测的镁合金搅拌摩擦接头疲劳裂纹扩展特性研究方法，其特征在于，该研究方法包括如下步骤：第一，设置搅拌摩擦焊接参数，在搅拌摩擦焊设备上加工出镁合金的对接焊缝，搅拌摩擦焊设备型号为FSW‑LM‑AM16‑2D；第二，根据GB/T6398‑2000标准加工出镁合金搅拌摩擦焊后的紧凑拉伸试样；第三，根据标准规定的试验方法，将紧凑拉伸试样夹持在疲劳试验机上，拉伸试验仪器采用DNS‑100型通用测试系统，同时，在待测试样上安装声发射传感器，记载过程中记录裂纹扩展长度和每一整数长度下疲劳试验机的加载循环次数，同时，由DS5‑B系列全信息声发射信号分析仪自动收集实验过程中的声发射信号；第四，将实验所得的疲劳裂纹扩展数据(da/dN和∆K)绘制在双对数坐标(lg(da/dN)－lg∆K)中，将收集到的声发射数据的撞击数(dC/dN和∆K)绘制在双对数坐标(lg(dC/dN)－lg∆K)中，其中，采用割线法计算da/dN、dC/dN，并根据裂纹长度及载荷等参数计算应力强度因子∆K，da/dN、 dC/dN和∆K的计算公式分别为其中，a为裂纹扩展长度mm，da/dN为裂纹扩展速率，C为声发射信号的撞击数，N为疲劳试验机的加载循环次数，ΔP为循环最大载荷与最小载荷之差即力值范围KN，B为试样厚度mm，W试样宽度mm，α=a/W；第五，将绘制的点图进行线性拟合并进行数据比较和误差分析。