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材料或結構中缺陷（或裂紋）出現是不可避免的。由缺陷引起的斷裂，是工程中最重要和最常見的失效模式。在人們還不能深刻認識斷裂破壞的機理和規律的時候，若發現零件、構件出現裂紋，一般只能按不合格報廢處理，這往往造成巨大浪費。因此用斷裂力學知識去研究裂紋的裂紋擴展特性，保證帶裂紋的零件、構件不致因裂紋擴展而斷裂，就需要研究這些材料的疲勞裂紋擴展規律。所以研究疲勞裂紋擴展規律在現實工程中是必要的。

研究裂紋在應力作用下如何在材料中擴展。材料分為以下幾類:

脆性材料：裂紋通常會使試樣迅速破壞。脆性斷裂測試描述了應力強度的臨界水平KIc，這是試樣中裂紋保持穩定的最大應力水平。高于這一水平的應力會導致裂紋迅速增長，通常會導致災難性的試件破壞。

韌性材料：裂紋不會立即導致試件失效，而是隨著施加應力的增加而繼續抵抗裂紋擴展。韌性斷裂測試描述了JIc，這是導致裂紋伸長所需能量的測量。

Test_Center疲勞試驗軟件

萬測研制的斷裂力學試驗系統，在Test_Center疲勞試驗軟件增加了斷裂力學模塊。硬件可以選擇HDT_A或HDT_B系列疲勞試驗機。

◤ 性能特點

?能夠設置獨立試驗方案，提高客戶操作性； 能夠自動預制裂紋； 滿足KIc、JIc、CTOD、da/dN試驗；

?適用CT、SEB、MT等試樣形狀； 數據結果統計模塊可生成R阻力曲線；

?CTOD和JIc試驗支持多試樣和單試樣法；裂紋擴展試驗支持升K，降K，恒K。

? 可以配高低溫環箱、高溫爐、鹽霧箱等環境設備，讓斷裂力學試驗能更加接近真實工況。

◤ 執行以下相關標準

? GB/T 6398金屬材料疲勞裂紋擴展速率試驗方法；

? GB/T 21143金屬材料準靜態斷裂韌度的統一試驗方法；

? ISO 12135 Metallic materials—Uni?ed method of test for the determination of quasistatic fracture toughness；

? ISO 12108 Metallic materials—Fatigue testing—Fatigue crack growth method；

? ASTME1820 Measurement of Fracture Toughness；

? ASTME399 Linear-Elastic Plane-StrainFractureToughness of Metallic Materials；

? ASTME647 Measurement of Fatigue Crack Growth Rates；

◤ 斷裂力學試樣

裂紋試驗的大多數試驗需要特定形狀的試樣，在一系列的標準中都有對試樣進行描述；當您在參數設置時可以選擇不同的試樣形狀，市面上常用的試樣形狀有CT(直通型)和SEN(B)(三點彎曲)試樣形狀。試樣形狀及尺寸信息會直接影響 結果，在測量尺寸時應準確測量。

◤ 預制裂紋

▲ 降K預制裂紋

1.軟件根據參數設置自動調整控制力值，每一次力值調整都會生成試驗日志。

2.試驗起始K值一般小于80%。

3.達到設定的K或者裂紋長度時試驗結束。

▲ 恒K預制裂紋

1.程序先執行降K流程。

2.達到設定K值后，保持在設定K附近持續裂紋擴展。

3.裂紋長度達到設定目標試驗結束。此方法可以直接鎖定預制裂紋后端的K值。

▲ 斷裂韌性-KIc

1.在設定力值范圍循環3次，消除夾具、試樣、引伸計間隙。

2.根據設置的試驗速度施加載荷。當試驗力下降到峰值力的百分比(建議60%)時試驗結束。

▲ 斷裂韌性-CTOD(多試樣法)

1.切換試驗速度施加載荷。當試驗力下降或達到設定裂紋開口(COD規)時試驗結束。

2.每次試驗需要在不同的開口位置結束，滿足最終的R阻力曲線的有效數據點位置。

▲ 斷裂韌性-JIc(單試樣)

1.在設定力值范圍循環3次，消除夾具、試樣、引伸計間隙；檢測a0。 

ο(建議10%-20%)；循環此步驟，引伸計目標在每次加載時遞增，達到引伸計設定目標試驗停止。

3.加卸點計算出來的J值需要在R 阻力曲線的有效數據點位置。

◤ 斷裂韌性（KIc）試驗數據分析

1.功能KIc：獲得KIc 曲線分析及數據分析。

2.曲線加載：按條件加載試驗數據。

3.曲線：按KIc 曲線標準顯示載荷-裂紋張開位移曲線。

4.計算：軟件自動得到加載彈性段，以彈性段畫偏置5%的偏置線，計算得到Kq和特征點。

5.計算結果顯示。

1.表頭，可以選擇輸出試驗信息、試樣尺寸、裂紋長度等。

2.數據：實際計算數據。

3.判定：根據標準內容判定。

4.曲線：KIc分析曲線。

◤ 斷裂韌性（JIc）試驗數據分析

1.根據試驗數據設置篩選條件獲取數據特征點(卸載點、加載點、卸力點)。

2.計算每次卸載的試驗數據及JIc計算數據。

3.繪制R阻力曲線。

4.導出JIc報告。

1.根據數據點自動畫擬合曲線； 鈍化線，0.1，0.2，0.3，0.5偏置線；

Jmax，Δamax。

2.獲取對應函數方程式。

3.獲取R阻力曲線。

◤ CTOD試驗數據分析

1.獲取缺口張開位移(施力點位移)和載荷曲線。

2.檢查曲線是否出現pop-in，并計算δ或者J。

3.對多個試樣進行試驗并且得到對應的δ或者J，生成R阻力曲線。

◤ 裂紋擴展(da/dN)

▲裂紋擴展(da/dN)降K試驗

1.軟件自動根據設置梯度C連續降力。

2.應力強度因子K連續下降。

3.裂紋增長速率逐漸降低。  

4.降K試驗適用于求得門檻值ΔKth。

▲裂紋擴展(da/dN)恒K試驗

1.隨著試樣開始疲勞，裂紋增大，應力強度因子也逐步增大，軟件通過調整控制力值保持Kmax在一定范圍內。

2.試驗過程中應力強度因子K逐步下降，到了設定值后保持。

3.當Kmax保持穩定后，裂紋速率保持一定斜率。

◤ 裂紋擴展(da/dN)試驗數據分析

▲裂紋擴展(da/dN)升K試驗

1.隨著試樣裂紋變大，應力強度因子K逐步增大。

2.隨著疲勞時間增加，裂紋擴展速率逐步加大。

3.升K法適用于裂紋擴展速率 ＞1×10^(-5)。

4.達到裂紋長度或者K試驗停止。

▲裂紋擴展(da/dN)升K試驗數據分析

1.加載試驗時裂紋長度與周期的趨勢曲線。

2.裂紋修正：根據起始裂紋和最終裂紋對整個裂紋過程進心修正。

3.設置裂紋長度區間，從原始數據中篩選出需要的數據。

5.割線法、多項式：獲得裂紋擴展速率的計算方法。

6.計算ΔK，da/dN裂紋擴展相關數據及繪畫ΔK-da/dN速率曲線。

7.導出報告。

▲ΔK-da/dN速率曲線

1.根據試驗數據計算方程式公式并繪畫擬合曲線。

2.獲得ΔK-da/dN速率曲線為log坐標顯示；

▲裂紋擴展（da/dN）增量多項式測試報告

1.報告表頭，可以選擇輸出試驗信息，試樣尺寸， 裂紋長度等

2.數據：da/dN相關數據。

3.曲線：輸出裂紋長度-周期趨勢線，da/dN-ΔK速率曲線。

▲降K-門檻值

1.通過條件設置獲取10-6 ~10-7 的有效數據點。

2.選擇割線法、多項式：獲得裂紋擴展速率的計算方法。

3.計算ΔK，da/dN裂紋擴展相關數據及繪畫ΔK-da/dN速率曲線。

4.導出報告。

▲ΔK-da/dN速率曲線

1.根據試驗數據計算方程公式并繪畫擬合曲線。

2.獲得ΔK-da/dN速率曲線為log坐標顯示；

▲裂紋擴展（da/dN）割線法測試報告

1.報告表頭，可以選擇輸出試驗信息，試樣尺寸，裂紋長度等。

2.曲線：輸出裂紋長度-周期趨勢線，da/dN-ΔK速率曲線(速率在10^(-6)~10^(-7) 之間)。

3.數據：da/dN相關數據。

◤ 斷裂力學試驗附件

SEB夾具

可按用戶需求訂制其它規格。

CT夾具

可按用戶需求訂制其它規格。

COD規