用S.E.N.B.法测量陶瓷材料K_(ic)的研究

研究了 S.E.N.B.法测量陶瓷材料的 K_(ic),结果表明,加载速度、切口深度对 K_(ic)值无明显影响,切口宽度对 K_(ic)值影响极大.因此,用 S.E.N.B.法测定陶瓷材料的 K_(ic)值时,必须严格控制切口的宽度以保证Δa/ρ大于0.5以上.

K_(IC)梯度复合材料的裂纹扩展性能设计与试验

通过不同材料配方使复合材料板内沿厚度方向的断裂韧性呈梯度变化,推导出梯度复合材料在任一点处的断裂韧性值KIC表达式。根据所得到的KIC表达式,调整材料配方设计并制备出所需要的KIC梯度复合材料。采用落重冲击试验方法进行了断裂性能验证试验,观察裂纹的实际扩展情况。结果表明:由KIC梯度复合材料制成的结构在冲击条件下,层内引发的宏观裂纹在低KIC板面内高速扩展,而沿厚度方向随着KIC的增大,裂纹传播困难,满足KIC梯度复合材料设计要求。

用三点弯曲法研究大理石的K_（Ic）

用三点弯曲法测定大理石的Ｋ（Ｉｃ），研究加载速度，裂纹长度和裂纹几何形状对测定（ＫＩｃ）的影响。

7050高强铝合金断裂韧度K_(IC)值试验结果有效性影响因素分析

平面应变断裂韧度K_(IC)是表征材料抵抗裂纹扩展的能力,是度量材料韧性好坏的一个定量指标,因此断裂韧度K_(IC)值测试数据的有效性和可靠性在实际生产检测中就显得尤其重要。针对日常检测工作中对K_(IC)值有效性影响较大的几个主要因素,对7050厚板、锻件CT试样进行断裂韧度K_(IC)测试,分析了不同试样厚度、试样方向及残余应力对断裂韧度试验结果有效性的影响。结果表明,这三个因素与K_(IC)值测试数据的有效性密切相关。本研究不仅分析了解了二者之间的关联性和规律性,而且还总结了试验参数选择对试验结果有效性的影响,为建立与完善相应材料的试验参数及满足材料K_(IC)检测和新产品开发的需要提供了试验经验和数据支撑。

A New Method for Determining J_(IC) of High StrengthHigh Fracture Toughness Steels by SingleThree Point Bend Specimen

A single three point bend specimen compliance method for determining JIC of high strength high fracture toughness steels is presented and a formula for calculatinff J-integral is proposed as follows.It is simple and valid for high strength high fracture toughness steels. The values of JIC and KIC measured by this method are in good agreement with those measured by standard test method.

SA387Gr11CL2钢平面应变断裂韧度K_(IC)的测定

从某钢厂生产的150 mm厚SA387Gr11CL2钢板上制取标准型试样,进行平面应变断裂韧度试验,测定该类钢交货状态平面应变断裂韧度K_(IC)值。结果表明:此钢板平面应变断裂韧度K_(IC)值为305 MPam 1/2。试验结果不仅丰富了SA387Gr11CL2钢的性能指标,为钢厂积累经验数据,也为设计院、制造厂提供了参考、设计依据。

混凝土三点弯曲试样K_(ΙC)的计算公式研究

在用直三点弯曲试验测试混凝土断裂韧度 KΙC时 ,分别有陈篪提出的和美国材料试验协会( ASTM)推荐的公式可用 ,二者究竟有多大差异是人们关注的问题。正在编制的《水工混凝土断裂试验规程》是我国第一个混凝土断裂试验规程 ,其中也涉及到选用哪个公式的问题。用直三点弯曲试验所得的试验数据进行比较 ,分析了二者的差异 ,然后用数学软件 Matlab进行函数图像分析 ,进一步讨论了两个公式的差异性问题 ,从而得出在 aW∈ ( 0 .4,0 .6)

重轨钢动态断裂韧度K_(Id)的试验研究

采用夏比冲击试样，用摆锤式冲击试验机对重轨钢的动态断裂韧度K_(Id)进行了试验研究。用无量纲柔度法测定了重轨钢动态几何因子f（a／W）值。试验站果表明，加载速率和试验温度以及试样韧带宽度的取值范围对K_(Id)有一定影响。本试验结果对评价攀钢生产的重轨钢的动态断裂韧度具有一定参考价值．

金属材料断裂韧度J_(IC)试验方案研究

鉴于多数断裂韧度JIC试验无法按GB/T2038-1991测出结果,对JIC试验方案进行了分析,探讨了在JIC测试中存在的问题并应用GB/T2038-1991和GB/T2038-1980进行了相应的试验。结果表明,按照GB/T2038-1991标准试验的可行性与材料的有效屈服强度有关;采用GB/T2038-1991标准测出的JIC值一般比旧标准偏大;GB/T2038-1991已经不能适应材料发展的需要,迫切需要修订和完善。

低温延性断裂韧度J_(IC)测试技术

根据低温环境下对石油天然气设备及机器中常用的几种金属材料的实验研究结果编制的一项规范,用于油田低温断裂工程进行安全分析.用裂纹小试样,按本《测试技术》测定金属材料低温延性断裂韧度J_(IC)值,以及换算成低温K_(IC)值,此外,矿山、铁路、桥梁等露天作业的机械设备,在冬季作业时,对可能发生的低温断裂进行分析,也可参考使用。

《低温延性断裂韧度J_(IC)测试技术》J=J_(IC)的工程应用

简要说明了断裂力学在工程中,特别是在石油工业中应用的重要性。主要通过3个实际工程例子,详细体现了《低温延性断裂韧度J_(IC)测试技术》 J=J_(IC)的应用。

《低温延性断裂韧度J_(IC)测试技术》J=J_(IC)的理论基础

论述了J_(IC)测试技术的理论基础,主要概括了三点:1、在定常裂纹中,当HRR场大到足够包围断裂过程区时,J积分就是断裂参量,其临界值J_(IC)就是材料的一种断裂韧度;2、在扩展裂纹中,只要满足J控制裂纹扩展条件,J积分仍然是断裂参量,J_R曲线就表示材料的一种性能,而J_(IC)就是J_R曲线上的一个点;3、根据上述二点,利用J_R曲线就可以测定材料的断裂韧度J_(IC),而且J_(IC)可以是J_R曲线上的条件值。

GH4698合金在500℃下J-Δa阻力曲线测定及KIC计算

根据试验标准ASTME1820,使用MTS Landmark立式框架结构高精度动态电液伺服试验系统进行断裂韧性试验,采用标准断裂韧性CT试样及单试样柔度法获取CTOD值等相关数据,完成了GH4698材料在500℃条件下的J-Δa曲线测试,并对其有效性进行了判断,通过断裂韧性J_(IC)获得了K_(IC)。GH4698材料的断裂韧性数据。试验结果表明,在500℃条件下,GH4698的断裂韧性有效数据分别为64MPa^(1/2)m和48MPa^(1/2)m。

输电线路偶发性覆冰厚度预测及增强恢复力方法研究

针对输电线路发生偶发性覆冰时,线路覆冰预测精度低以及线路恢复力评估模型不准确等问题,首先根据灰色关联度比重,建立了基于分段粒子群优化(Partition particle swarm algorithm,PPSO)最小二乘支持向量机(Least squares support vector machine,LSSVM)的输电线路覆冰厚度预测模型,用于预测未来36h的覆冰厚度。将线路覆冰后恢复力模型划分为覆冰前期、覆冰中期、覆冰恢复自持期、覆冰恢复后期4个阶段,分别建立评估指标;基于覆冰后线路功率变化熵和预测的线路覆冰增长量,建立线路韧性增强方式。仿真结果表明,采用所提方案后,传输系统在发生偶发性线路覆冰时的韧性被提高了11.54%。

基于多试样法的PVC塑料J-R阻力曲线的简便测量方法

获得PVC材料的J-R阻力曲线以及断裂韧度J_(IC)的难点在于裂纹扩展量Δa的测量,传统染色处理以及三维测量等方法过程复杂且测试成本高。由于塑料的易切割性,可以简化Δa的测量过程。因此,基于多试样法,提出根据规范的测点要求对加载后的试件沿着裂纹纵向切割成若干片、再通过工业电子显微镜测量每个切割片上的裂纹长度,从而获得Δa的二维测量方法。通过GB 21143—2014和ASTM D6068-10两个标准,应用该方法均能获得相对一致的J-R阻力曲线和J_(IC)值,测试结果有效且准确。其中根据GB 21143—2014获得PVC的J_(IC)值为8.03 kJ/m^(2),J-R阻力曲线拟合方程的系数为9.93,指数为0.15;根据ASTM D6068-10获得PVC的J_(IC)为8.31 kJ/m^(2),J-R阻力曲线拟合方程的系数为12.7,指数为0.3;表明ASTM D6068-10获得PVC的断裂韧度J_(IC)值和拟合方程的系数、指数均大于GB 21143—2014。由于PVC材料与金属材料性能的差异,得出ASTM D6068-10更适用于测试PVC材料的J-R阻力曲线和J_(IC)值的结论。该方法将传统的裂纹染色处理和三维测量等复杂操作简化为切片和二维测量,简化测量过程,降低了测量成本,可普及应用于塑料断裂韧性的测量。

高性能陶瓷断裂韧性的SEPB评价技术

本文综述和比较了高性能陶瓷断裂韧性(K_(1c))的各种测试技术,详细研究了桥压法(BridgeIndentation)制备预裂纹技术(SEPB)及基本原理.指出用 SEPB 法测得的 K_(1c)是其他多数方法的下限值,但这是相当可靠和稳定的测试技术,它克服了目前广为采用的 SENB 法的不足之处.对七种典型的高性能陶瓷分别采用五种不同的测试方法测定 K_(1c),比较结果,支持了上述观点.

渤海海冰断裂韧度试验

海冰的断裂韧度是近海结构冰荷载分析的重要参数,也是影响海冰断裂、重叠和堆积等动力行为的主要力学特性。2011—2012年冬季现场采集了渤海莱州湾的海冰试样,在室内低温环境下通过三点弯曲试验测得了不同温度、盐度和加载速率下的海冰断裂韧度KIC。结果表明,卤水体积(温度和盐度)和加载速率对KIC的影响比较显著。随温度和加载速率的降低,KIC值均会增大,且与卤水体积的平方根呈负指数关系。为极限破坏状态下海冰的断裂过程和冰荷载分析的参数选用提供了依据。

天然淡水冰断裂韧度的试验研究

为满足按照断裂力学方法进行静冰压力分析的需要,对淡水冰的断裂韧度进行了系统的试验研究.三点弯曲试件采用天然原型冰制作,试验温度为-2℃和-8℃,应变率为6.25×10-5s-1、6.25×10-6s-1和6.25×10-7s-1,在已公开发表的文献中这是很少涉及的试验参数条件.结果显示:S1型柱状晶粒冰的断裂韧度随着应变率的降低和温度的升高而增加,KIC=86.2～226.0kPa·m1/2,比通常在较低温度和较高速率条件下的测量值有显著的提高.

TiAl的脆断行为及其组织和氢化物产生的影响

研究了TiAl金属间化合物的组织结构和氢化物含量对屈服强度σ_(ys),解理断裂强度σ_F以及断裂韧性K_(Ic)的影响.结果表明,对单相γ,随等轴晶粒尺寸降低,σ_(ys)和σ_F略有升高,如出现层状结构(α+γ2两相),则σ_(ys),σ_F和K_(Ic)明显上升,氢化物使σ_(ys)上升但使K_(Ic)下降,层状结构的氢脆敏感性要比等轴γ的小. 合金中解理裂纹形核的阻力随着裂纹的扩展而不断增大,呈现稳态扩展,跟踪裂纹的形核和扩展,发现当裂尖塑性区及其变形量发展到临界值后,解理裂纹在塑性区中沿滑移带形核。

基于数字图像相关方法的黄河冰断裂性能研究

河冰的断裂性能是衡量河冰承载力、模拟和预测开河的重要参数。为明晰黄河冰的断裂性能,基于数字图像测量技术(Digital Image Correlation,DIC)开展了黄河冰的三点弯曲梁试验,分析了不同条件下试样的断裂形态,研究了温度和加载速率对黄河冰断裂韧度的影响。研究结果表明:DIC方法适用于黄河冰断裂试验的研究;黄河冰试样的断裂形态主要受到晶体形态的影响,试样的破坏形式以Ⅰ型断裂为主;黄河冰断裂韧度随着加载速率的增加而降低,随着温度的升高而减小,但在试验给定温度范围内降幅较小;提出了黄河冰断裂韧度与温度、加载速率的关系式,为极限荷载作用下河冰断裂过程的分析及冰荷载断裂参数的选用提供了依据。