技術(shù)分享 | 使用DynaTestExpert進(jìn)行裂紋尖端張開位移試驗
裂紋尖端張開位移試驗（CTOD試驗），是一種用于評估材料斷裂韌性的力學(xué)試驗方法。廣泛應(yīng)用于焊接結(jié)構(gòu)、壓力容器、管道等工程領(lǐng)域，尤其在存在裂紋或缺陷的情況下評估材料的抗斷裂能力。
試驗標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)
《金屬材料準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌度的統(tǒng)一試驗方法》
（GB/T 21143-2014）
本標(biāo)準(zhǔn)文件規(guī)定了均勻金屬材料在承受準(zhǔn)靜態(tài)加載時斷裂韌度K、裂紋尖端張開位移δ、J積分和阻力曲線的試驗方法。試樣有缺口，采用疲勞的方法預(yù)制裂紋，在緩慢增加位移量的條件下進(jìn)行試驗。斷裂韌性由獨立試樣在延性裂紋擴展、延性裂紋擴展失穩(wěn)或發(fā)生非穩(wěn)定裂紋擴展時刻或之后的狀態(tài)確定。當(dāng)裂紋擴展表現(xiàn)為延性撕裂條件下的穩(wěn)定擴展時,可以測定用于描述斷裂韌度與裂紋擴展量關(guān)系的阻力曲線。
試驗設(shè)備及其他用具
試驗設(shè)備：中機試驗電液伺服疲勞試驗機。
該設(shè)備廣泛應(yīng)用于各種金屬材料、復(fù)合材料以及類似材料動態(tài)高周疲勞(HCF)、低周疲勞(LCF)、程控疲勞、裂紋擴展速率、斷裂韌性(KIC、JIC、CTOD等)以及靜態(tài)的恒變形速率、恒負(fù)荷速率和各種常規(guī)的力學(xué)性能試驗中。
試驗用具：中機試驗COD規(guī) ?型號：COD10-3-1
試驗視頻
試驗步驟
一、預(yù)制疲勞裂紋
1.安裝試樣并放置COD規(guī)引伸計。
圖1
圖2
2.在控制計算機中設(shè)置裂紋長度檢查參數(shù)，對試樣進(jìn)行裂紋長度檢查，計算當(dāng)前試樣的彈性模量以確認(rèn)試樣是否裝夾合適。
圖3
3. DynaTestExpert支持對試樣進(jìn)行加卸載三次，并使用不同顏色的曲線以區(qū)分試樣加卸載過程，每次過程都能夠計算出彈性模量和裂紋長度。
圖4
4.Dyna Test Expert進(jìn)行預(yù)制裂紋試驗的試驗方法包括降K法和恒K法，用戶可以自定義試驗終止時的最終最大應(yīng)力強度因子和試驗開始時的最初最大應(yīng)力強度因子。
5.預(yù)制裂紋試驗支持實時顯示試驗項裂紋長度-循環(huán)周次曲線和載荷-COD曲線，并支持導(dǎo)出操作。
載荷-COD曲線同時顯示線性擬合數(shù)據(jù)的上限值和下限值，其作為輔助線可以方便用戶觀察自定義上下限數(shù)值是否合理。
圖5：曲線顯示動圖??
6.實時顯示運行時的數(shù)據(jù)顯示包括實時值、峰谷值和計算的預(yù)制裂紋數(shù)據(jù)。預(yù)制裂紋數(shù)據(jù)包括柔度、形狀因子、線性擬合載荷上限、線性擬合載荷下限、最大載荷、最大應(yīng)力強度因子等數(shù)據(jù)。
圖6
7.得到的試驗結(jié)果包含了試驗參數(shù)和試驗停止時的最終最大載荷和最終最大應(yīng)力強度因子。此外還計算了50%的預(yù)裂紋擴展量時的最大疲勞預(yù)制裂紋載荷和在最后的1.3mm的預(yù)裂紋擴展量時的最大疲勞預(yù)制裂紋載荷。
圖7
二、進(jìn)行裂紋尖端張開位移試驗
圖8
圖9
圖10
三、利用Dyna Test Expert數(shù)據(jù)分析模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分析
輸入試驗后的試樣預(yù)裂紋長度和終止裂紋長度以及塑性延伸強度等參數(shù)。
圖11
分析圖表可以顯示試驗的載荷-COD曲線，并且標(biāo)識出擬合數(shù)據(jù)段范圍及VP參考曲線。
圖12
驗證結(jié)果頁面可以顯示CTOD試驗過程需要計算的所有計算變量，包括核心計算結(jié)果塑性缺口張開位移VP及裂紋尖端張開位移δ0。
圖13
驗證結(jié)果頁面同時提供了基于GB/T 21143-2014 標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于CTOD試驗的所有驗證性結(jié)果。
圖14
END
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