一种确定I/III复合型疲劳裂纹扩展速率的方法技术

一种确定I/III复合型疲劳裂纹扩展速率方法，包括有如下步骤：第一，对于试验材料，首先加工为修正的CT试样，为了保持试样疲劳裂纹沿着最初的倾角方向扩展，在试样两边加工导槽；第二，利用电位法测量裂纹扩展长度；第三，确定△KI、△KIII及△Keq；第四，绘制lg（da/dn）‑lg（△Keq）曲线，根据曲线确定不同△Keq对应的疲劳裂纹扩展速率；具有成本低廉，方法简单，适用范围广的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种确定I/III复合型疲劳裂纹扩展速率的方法
本专利技术属于疲劳裂纹扩展性能的表征领域，具体涉及一种确定I/III复合型疲劳裂纹扩展速率的方法，主要应用于确定材料的疲劳裂纹扩展速率。
技术介绍
套管钻井钢及钻杆钢在使用过程中，承受的载荷为I/III复合型载荷，一方面钻井套管和钻杆的主要作用是传递扭矩用于钻具的钻进(III型载荷)，二方面它们自身重量较大，其上端同时承受拉伸载荷(I型载荷)。同时油气井一般较深，它们相当于细长杆，中部不可避免存在弯曲，弯曲本身是可以折算为拉伸载荷的(I型载荷)。而且也必须注意到，拉伸型载荷和扭转型载荷的比例也是随着钻井深度、地质条件等的不断变化而改变。因此，I/III载荷的比例也是不断变化的。I/III型加载模式下的疲劳裂纹扩展速率确定存在诸多困难，尤其是裂纹扩展路径容易改变，因此尽管早在1976年就有学者公开了III型应力强度因子的计算方法。但直到1985年Pook才开始系统研究III型疲劳裂纹扩展性能。PooK通过改变三点弯曲试样切口倾角的大小从而实现在相同的总载荷下，实现不同的I/III载荷比例，从而使得基准相对比较统一，试验结果更具有可比性。但本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定I/III复合型疲劳裂纹扩展速率方法，其特征在于，包括有如下步骤：第一，准备试验材料，首先加工为修正的CT试样，为保持试样疲劳裂纹沿着最初的倾角方向扩展，在试样两边加工导槽；第二，利用电位法测量裂纹扩展长度；第三，确定△KI、△KIII及△Keq的方法

【技术特征摘要】
1.一种确定I/III复合型疲劳裂纹扩展速率方法，其特征在于，包括有如下步骤：第一，准备试验材料，首先加工为修正的CT试样，为保持试样疲劳裂纹沿着最初的倾角方向扩展，在试样两边加工导槽；第二，利用电位法测量裂纹扩展长度；第三，确定△KI、△KIII及△Keq的方法式中，P为所施加的最大载荷，kN；BN为试样的净厚度，cm；W为试样宽度，单位为cm；a为裂纹长度，单位为cm；为受试样形状控制的参数；其中，按下式计算：对于I/III复合型疲劳加载，采用方法是先将ΔKI和ΔKIII分别计算，然后利用下式获得△Keq其中：ΔKI的和ΔKIII计算方法如下：ΔKI＝ΔKcos2βΔKIII＝ΔKsinβcosβ式中,ΔK为应力强度因子幅度，MPam1/2，；β为裂纹倾角；v为泊松比；第四，绘制lg(da/dn)-lg(△Keq)曲线，根据曲线确定不同△Keq对应的的疲劳裂纹扩展速率。2.根据权利要求1所述的一种确定I/III复合型疲劳裂纹扩展速率方法，其特征在于，包括以下步骤：第一，对于完全回火马氏体套管钻井钢，首先加工修正的CT试样，试样宽度W为30mm，厚度为6mm，裂纹倾角为15°，在试样两侧各开深度为0.6mm的槽；第二，利用电位法测量裂纹扩展长度第三，确定△KI、△KIII及△Keq的方法式中，P为所施加的最大载荷，kN；BN为试样的净厚度，单位为cm；W为试样宽度，单位为cm；a为裂纹长度，单位为cm；为受试样形状控制的参数；其中，按下式计算：对于I/III复合型疲劳加载，采用方法是将ΔKI和ΔKIII分别计算，然后利用下式获得△Keq其中：ΔKI和ΔKIII的计算方法如下：ΔKI＝ΔKcos2βΔKIII＝ΔKsinβcosβ式中,ΔK为应力强度因子幅度，MPam1/2，；β为裂纹倾角；v为泊松比；第四，绘制lg(da/dn)-lg(△Keq)曲线，根据曲线确定I/III复合型疲劳裂纹扩展速率，对于裂纹倾角为15°，当△Keq为50MPam1/2，时，裂纹扩展速率为5.87X10-7m/cycle。3.根据权利要求1所述的一种确定I/III复合型疲劳裂纹扩展速率方法，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：许天旱，宋海洋，王党会，丁一明，林宏，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61