[发明专利]一种单裂纹最先起裂位置及扩展速率的测试方法

摘要

一种单裂纹最先起裂位置及扩展速率的测试方法。其技术方案是：单裂纹测试装置监测和记录待测试样(2)裂纹扩展过程；根据高速摄影机(7)记录的裂纹扩展监测仪(6)中6个指示灯(19)的熄灭顺序，依次绘制出与其相连的微敏电阻贴片(3)断裂位置，其中，先绘制的微敏电阻贴片(3)断裂位置为裂纹最先起裂位置；再测量相邻两个微敏电阻贴片(3)断裂处的距离L，用秒表(14)记录的电压表(13)的示数变化时的时刻t，记相邻两个断开的微敏电阻贴片(3)时间间隔Δt，则相邻两个断开微敏电阻贴片间裂纹扩展速率v＝L/Δt，平均速率v为待测试样(2)单裂纹扩展速率。本发明数据采集量小、裂纹最先起裂位置判定准确和测试的裂纹扩展速率与实际接近。

主权项

1.一种单裂纹最先起裂位置及扩展速率的测试方法，其特征在于所述测试方法的具体步骤是：步骤一、安装单裂纹测试装置单裂纹测试装置包括单轴压缩试验机(1)、裂纹扩展监测仪(6)和高速摄影机(7)；先在待测试样(2)的表面沿垂直方向等间距地粘贴有6个微敏电阻贴片(3)，6个微敏电阻贴片(3)中的最上一个和最下一个与待测试样(2)对应的上端和下端的距离均为9～11mm；第一电缆(4)的6根电线的各自一端依次与6个微敏电阻贴片(3)的各自一端对应连接，第一电缆(4)的6根电线的各自另一端分别通过第一排针与裂纹扩展监测仪(6)中的第一排母(17)连接；第二电缆(5)的6根电线的各自一端依次与6个微敏电阻贴片(3)的各自另一端对应连接，第二电缆(5)的6根电线的各自另一端分别通过第二排针与裂纹扩展监测仪(6)中的第二排母(18)对应连接；所述裂纹扩展监测仪(6)的结构是：电源(9)的正极通过开关(10)与保护电阻(11)一端连接，保护电阻(11)的另一端与电流表(12)的正极和电压表(13)的正极连接；电流表(12)的负极与电阻(15)的一端连接，电阻(15)的另一端与第一焊接板(16)连接，第一焊接板(16)上的6根电线分别与裂纹扩展监测仪(6)中的第一排母(17)对应连接；电压表(13)的负极通过秒表(14)与电阻(15)的另一端连接；电源(9)的负极通过第二焊接板(20)与指示灯(19)的一端连接，指示灯(19)的另一端与第二焊接板(20)相连，第二焊接板(20)的6根电线分别与裂纹扩展监测仪(6)中的第二排母(18)对应连接；高速摄影机(7)与计算机(8)连接，高速摄影机(7)的镜头对准裂纹扩展监测仪(6)上的指示灯(19)；步骤二、测试先将待测试样(2)置于单轴压缩试验机(1)的工作平台上，裂纹扩展监测仪(6)通过开关(9)接通电源，打开高速摄影机(7)；再启动单轴压缩试验机(1)，单轴压缩试验机(1)采用位移控制，位移控制的工作速率为0.01mm/s；当待测试样(2)的负荷达到0.1kN～0.2kN时，单轴压缩试验机(1)切换为负荷控制，负荷控制的工作速率为0.02kN/s～0.2kN/s；在负荷控制过程中：当6个指示灯(19)中的一个指示灯第一个熄灭时，第一个熄灭的指示灯记为第一熄灭指示灯，高速摄影机(7)拍摄第一熄灭指示灯位置；与第一熄灭指示灯相连接的微敏电阻贴片(3)记为第一微敏电阻贴片(31)，即第一微敏电阻贴片(31)发生张拉破坏，则粘贴有第一微敏电阻贴片(31)的待测试样(2)处产生了裂纹；秒表(14)同时记录电压表(13)示数发生变化的时刻t1；当6个指示灯(19)中的另一个指示灯第二个熄灭时，第二个熄灭的指示灯记为第二熄灭指示灯，高速摄影机(7)拍摄第二熄灭指示灯位置；与第二熄灭指示灯相连接的微敏电阻贴片(3)记为第二微敏电阻贴片(32)，即第二微敏电阻贴片(32)发生张拉破坏，则粘贴有第二微敏电阻贴片(32)的待测试样(2)处产生了裂纹；秒表(14)同时记录电压表(13)示数发生变化的时刻t2；……；当6个指示灯(19)中的最后一个指示灯熄灭时，最后一个熄灭的指示灯为第六熄灭指示灯，高速摄影机(7)拍摄最后一个熄灭指示灯位置；与第六熄灭指示灯相连接的微敏电阻贴片(3)记为第六微敏电阻贴片(36)，即第六微敏电阻贴片(36)发生张拉破坏，则粘贴有第六微敏电阻贴片(36)的待测试样(2)处产生了裂纹；秒表(14)同时记录电压表(13)示数发生变化的时刻t6；此时，关闭单轴压缩试验机(1)，断开开关(10)，再将待测试样(2)从单轴压缩试验机(1)的工作平台上取出，断开微敏电阻贴片(3)与第一电缆(4)和第二电缆(5)的接线；关闭高速摄影机(7)；步骤三、数据处理依据高速摄影机(7)拍摄到的裂纹扩展监测仪(6)中6个指示灯(19)熄灭的顺序，测试人员在画有待测试样(2)形态的白纸上标出第一微敏电阻贴片(31)的断裂位置、第二微敏电阻贴片(32)的断裂位置、……、第六微敏电阻贴片(36)的断裂位置；用线条连接画有待测试样(2)形态的白纸上的六处微敏电阻贴片的断裂位置，该线条最终形态即为裂纹扩展轨迹线，画有待测试样(2)形态的白纸上标出的第一微敏电阻贴片(31)的断裂位置为裂纹最先起裂位置；再根据高速摄影机(7)拍摄到的裂纹扩展监测仪(6)中的6个指示灯(19)熄灭的顺序，测量第一微敏电阻贴片(31)和第二微敏电阻贴片(32)断裂处的实际距离L₁₂，则第一微敏电阻贴片(31)和第二微敏电阻贴片(32)断裂处的裂纹扩展速率然后测量第二微敏电阻贴片(32)和第三微敏电阻贴片(33)断裂处的实际距离L₂₃，则第二微敏电阻贴片(32)和第三微敏电阻贴片(33)断裂处的裂纹扩展速率……；最后测量第五微敏电阻贴片(35)和第六微敏电阻贴片(36)断裂处的实际距离L₅₆，则第五微敏电阻贴片(35)和第六微敏电阻贴片(36)断裂处的裂纹扩展速率待测试样(3)的裂纹扩展平均速率即所述平均速率v为待测试样(2)的单裂纹扩展速率。