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原文传递小冲杆试样、金属材料断裂韧度阻力曲线测试装置及方法

专利名称：	小冲杆试样、金属材料断裂韧度阻力曲线测试装置及方法
摘要：	本发明公开了一种小冲杆试样、金属材料断裂韧度阻力曲线测试装置及方法，涉及金属材料性能测试领域，小冲杆试样为圆片试样，经过圆片试样的正面的中心开设凹槽；凹槽的深度小于圆片试样的厚度；凹槽的中心位置开设贯穿圆片试样表面的透槽；试验时，通过向透槽施加载荷；不同的圆片试样承载不同的载荷，具有不同的载荷位移曲线和不同的裂纹扩展量；载荷位移曲线、裂纹扩展量和关联系数用于确定圆片试样的金属材料的断裂韧度阻力曲线。本发明解决了标准试样取样体积大而无法实现对在役承压设备的取样检测的问题。
专利类型：	发明专利
申请人：	华东理工大学;中国原子能科学研究院
发明人：	王琼琦;关凯书;王明;钟继如;白冰;鱼滨涛
专利状态：	有效
申请日期：	2023-09-26T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-28T00:00:00+0800
申请号：	CN202311258696.3
公开号：	CN117129296A
代理机构：	北京惠科金知识产权代理有限公司
代理人：	贾婧琪
分类号：	G01N1/28;G01N3/02;G01N3/08;G;G01;G01N;G01N1;G01N3;G01N1/28;G01N3/02;G01N3/08
申请人地址：	200237 上海市徐汇区梅陇路130号;
主权项：	1.一种小冲杆试样，其特征在于，所述小冲杆试样为圆片试样；经过所述圆片试样的正面的中心开设凹槽；所述凹槽的长度等于所述圆片试样的直径；所述凹槽的深度小于所述圆片试样的厚度；所述凹槽的中心位置开设贯穿所述圆片试样表面的透槽；测试金属材料断裂韧度阻力曲线时，对于待测试样组中的每个待测试的圆片试样，向所述透槽施加载荷，不同待测试的圆片试样承载不同的载荷，具有不同的载荷位移曲线和不同的裂纹扩展量；多个载荷位移曲线和多个裂纹扩展量用于确定待测试的圆片试样的Δa-ΔU曲线；待测试的圆片试样的Δa-ΔU曲线和关联系数用于确定待测试的圆片试样的金属材料的断裂韧度阻力曲线。 2.根据权利要求1所述的小冲杆试样，其特征在于，所述凹槽的长度为10mm；所述凹槽的深度为0.25mm；所述凹槽的宽度为0.3mm。 3.根据权利要求1所述的小冲杆试验装置，其特征在于，所述透槽的长度为1mm；所述透槽的宽度为0.3mm；所述透槽的深度为0.5mm。 4.一种金属材料断裂韧度阻力曲线测试装置，其特征在于，包括：上夹具、下夹具、压杆和多个权利要求1-3中任意一项所述的圆片试样；所述上夹具位于所述圆片试样的背面；所述下夹具位于所述圆片试样的正面；所述上夹具上开始第一透孔；所述下夹具上开设第二透孔；所述第一透孔和所述第二透孔均正对所述透槽；所述第二透孔的直径和所述压杆的尺寸均大于所述透槽的长度；所述压杆用于经过所述第一透孔向所述透槽施加载荷；测试金属材料断裂韧度阻力曲线时，对于待测试样组中的每个待测试的圆片试样，所述上夹具和所述下夹具用于夹持待测试的圆片试样；所述压杆用于经过所述第一透孔向所述透槽施加载荷，使不同待测试的圆片试样承载不同的载荷。 5.一种金属材料断裂韧度阻力曲线测试方法，其特征在于，所述测试方法采用权利要求4所述的金属材料断裂韧度阻力曲线测试装置实现，所述测试方法，具体包括：获取不同裂纹扩展量下的载荷位移曲线；所述载荷位移曲线是采用压杆对各个待测试的圆片试样进行不同压杆位移的中断试验得到的；一个待测试的圆片试样对应一个裂纹扩展量和一个载荷位移曲线；所述裂纹扩展量等于下夹具的直径减去裂尖距变形边缘的距离，再减去透槽的长度；将最短的裂纹扩展量对应的待测试的圆片试样作为参考试样，计算各目标试样的裂纹扩展量与所述参考试样裂纹扩展量之间的差值，得到裂纹扩展量差值Δa；所述目标试样为除所述参考试样之外的其他待测试的圆片试样；计算各目标试样的载荷位移曲线下方的面积与所述参考试样的载荷位移曲线下方的面积的差值，得到能量差值ΔU；根据所述裂纹扩展量差值和所述能量差值绘制待测试的圆片试样的Δa-ΔU曲线；采用关联系数修正待测试的圆片试样的Δa-ΔU曲线，得到待测试的圆片试样的金属材料的断裂韧度阻力曲线。 6.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于，采用关联系数修正待测试的圆片试样的Δa-ΔU曲线，得到待测试的圆片试样的金属材料的断裂韧度阻力曲线之前，还包括：确定多组试样组；每组试样组均包括：一个待实验的圆片试样和同种材料的标准试样；各试样组的试样的材料不同；确定每组试样组的曲线组合；所述曲线组合包括：待实验的圆片试样的Δa-ΔU曲线和标准试样的J-R阻力曲线；采用多组曲线组合确定关联系数。
所属类别：	发明专利