详情

原文传递 I型裂纹弹塑性理论公式获取延性材料J阻力曲线的方法

专利名称：	I型裂纹弹塑性理论公式获取延性材料J阻力曲线的方法
摘要：	本发明公开了一种I型裂纹弹塑性理论公式获取延性材料J阻力曲线的方法，通过对I型贯穿裂纹试样完成拉伸或弯曲试验，测得试样的P‑h曲线，带入弹塑性理论公式获取对应任意加载点的试样实时裂纹长度和J积分，采用增量法对J积分结果进行裂纹扩展修正，即可获取材料J阻力曲线。本发明避免了传统测试方法在进行J积分计算时采用塑性因子ηp的近似解所带来的误差，更便于开展延性材料在高温、辐照等特殊环境下的断裂韧性试验。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	西南交通大学
发明人：	蔡力勋;彭云强;包陈;陈辉
专利状态：	有效
发布日期：	2019-01-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201810224348.7
公开号：	CN108548720A
代理机构：	成都信博专利代理有限责任公司 51200
代理人：	张辉
分类号：	G01N3/08(2006.01)I;G01N3/18(2006.01)I;G01N3/20(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/08;G01N3/18;G01N3/20
申请人地址：	610031 四川省成都市二环路北一段111号西南交通大学科技处
主权项：	1.一种I型裂纹弹塑性理论公式获取延性材料J阻力曲线的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：利用Ramberg‑Osgood模型(1)描述材料的本构关系；上式中，ε和σ分别表示材料的真应变和真应力，εe和εp分别表示应变的弹性分量和塑性分量，E表示弹性模量，K表示材料的应力强度系数，N表示应变硬化指数；步骤2：完成I型贯穿裂纹试样的拉伸或弯曲试验，测出发生裂纹扩展的锐裂纹试样的载荷‑位移试验曲线；步骤3：按理论公式(2)确定在任意载荷水平下未发生裂纹扩展的锐裂纹试样的裂纹长度a；在式(2)中：其中，P是加载载荷，h是加载位移，mp是塑性加载指数，W和B分别为试样的宽度和厚度，h表示特征长度，h＝W；k1～k5为公式常数；对于发生裂纹扩展的锐裂纹试样，其初始裂纹长度a0通过试验试样的P‑h试验曲线与由公式(2)描述的、未发生裂纹扩展的理论试样或钝裂纹试样的P‑h理论曲线之间的初始分离点确定；步骤4：根据试验试样的P‑h试验曲线及由公式(2)反求得到的裂纹长度a，任意加载点试验试样的J积分按理论公式(4)得出；其中：式(5)中，是弹性特征载荷，是塑性特征载荷；步骤5：对于准静态裂纹扩展情形，J积分的计算需要考虑裂纹的扩展，考虑裂纹扩展的J积分增量计算式为：Jm2t(Pi+1,hi+1,ai+1)＝Jm2(Pi+1,hi+1,ai+1)+Jm1t(Pi,hi,ai)‑Jm3(Pm3,hi,ai+1) (6)式中，i表示第i个加载子步，Jm1t(Pi,hi,ai)表示锐裂纹试样裂纹长度从a0扩展到ai，位移从0加载到hi对应的考虑裂纹扩展的J积分，Jm2t(Pi+1,hi+1,ai+1)表示锐裂纹试样裂纹长度从a0扩展到ai+1，位移从0加载到hi+1对应的考虑裂纹扩展的J积分，即式(6)确定的J积分；Jm2(Pi+1,hi+1,ai+1)表示裂纹长度为ai+1的未发生裂纹扩展的理论试样或钝裂纹试样位移从0加载到hi+1对应的不考虑裂纹扩展的J积分，Jm3(Pm3,hi,ai+1)表示裂纹长度为ai+1的未发生裂纹扩展的理论试样或钝裂纹试样位移从0加载到hi对应的不考虑裂纹扩展的J积分，即式(4)的J积分。
所属类别：	发明专利