关于断裂韧性(KIC,CTOD,JIC)试验方法介绍

一、 断裂韧性试验描述

        研究裂纹在应力作用下如何在材料中扩展。材料分为以下几类:

        脆性材料：裂纹通常会使试样迅速破坏。脆性断裂测试描述了应力强度的临界水平KIC，这是试样中裂纹保持稳定的应力水平。高于这一水平的应力会导致裂纹迅速增长，通常会导致灾难性的试件破坏。

韧性材料：裂纹不会立即导致试件失效，而是随着施加应力的增加而继续抵抗裂纹扩展。韧性断裂测试描述了JIC，这是导致裂纹伸长所需能量的测量。

       相关标准：ASTM E399，ASTM E1820，ISO 12135，GB/T 21143。

二、关于试样

       裂纹试验的大多数试验需要特定形状的试样，在一系列的标准中都有对试样进行描述。在参数设置时可以选择不同的试样形状，常用的有CT(直通型、台阶型)和SEN(B)(三点弯曲)试样形状。试样形状及尺寸信息会直接影响结果，在测量尺寸时应准确测量。

CT试样(直通型)： 

直通型缺口紧凑拉伸试样(无侧槽B=Bn) 直通型缺口紧凑拉伸试样(有侧槽)

台阶型紧凑拉伸试样

附加刀口：

SEN(B)试样(无侧槽)：

SEN(B)试样(有侧槽)：

附加刀口：

三、关于试验设备：电液伺服疲劳试验机

• 规格型号：HDT254B、HDT504B、HDT105B、HDT255B

• 试验力（kN）：25、50、100、250

• 试验力示值精度：0.5%

• 作动器行程（mm）：150（±75）

• 位移测量分辨率：0.001

• 试验频率（Hz）： 50

  

COD引伸计：3541系列

同轴度调整装置

同轴度测试仪(选配)

试验工装：拉伸工装、三点弯曲工装

高温炉或环境箱(选配)

试验软件：万测自主研发TestCenter软件含断裂力学分析

四、关于计算公式

1.应力强度因子K计算：

2.裂纹长度计算

2.1对于SEB弯曲压缩试样测量缺口张开位移位置a/W计算：

2.2对于台阶型紧凑拉伸试样：

3.断裂韧度J计算：

4.断裂韧度δ计算：

五、关于裂纹试验

1.预制裂纹

2.断裂韧性

六、裂纹试验数据分析