【技术实现步骤摘要】
一种实现多种复合型裂纹扩展的试验装置及使用方法
本专利技术属于材料力学试验测试
，特别是涉及到一种实现多种复合型裂纹扩展的试验装置及使用方法。
技术介绍
实际工程结构中，裂纹多处于复合型变形状态，例如，航空航天与船舶结构中的加筋板和壳，它们的裂纹往往是张开型和滑开型并存的Ⅰ/Ⅱ型复合裂纹，大型旋转构件，如发电机轴等的裂纹往往是张开型和扭转形成的撕开型并存的Ⅰ/Ⅲ型复合裂纹。还有主要承受Ⅱ/Ⅲ型复合裂纹的滚珠轴承、铁路车轮和齿轮等。由于复合型断裂问题的复杂性，复合型断裂实验迄今没有标准化。1990年Richard和Kuna设计的AFM(allfracturemodes)试样及其特定的夹具由于装置十分复杂，实际实验操作不便，并没有实现多种复合型裂纹扩展实验。现有相关研究中采用的试验装置仅能实现单一形式的复合型裂纹扩展实验，所以目前研究采用多种几何试样和加载装置来进行多种形式的复合型裂纹扩展实验。但是不同的试样具有不同的几何结构，与此同时所对应的加载装置产生了不同的边界条件，因此必然带来实验测量上的误差。复合...
【技术保护点】
1.一种复合型裂纹扩展试验装置，其特征在于，所述装置包括：四个扇形弧板、两个U型钩、两个调节试样位置的带孔垫块，及若干复合型裂纹扩展试样；/n所述扇形弧板上具有三组通孔H
【技术特征摘要】
1.一种复合型裂纹扩展试验装置，其特征在于，所述装置包括：四个扇形弧板、两个U型钩、两个调节试样位置的带孔垫块，及若干复合型裂纹扩展试样；
所述扇形弧板上具有三组通孔H1,i、H2,i和H3,i，i＝1,...,N，N为每组通孔的个数；每组通孔的圆心置于扇形弧板的同一半径上且等弧度间距排布，且每组通孔的最两端两个通孔Hj,1和Hj,N，j＝1,2,3相对于扇形弧板的圆心呈90度弧度关系；
所述U型钩通过其上的通孔，可选地与扇形弧板上的通孔通过螺钉固连，从而通过U型钩对扇形弧板施加不同方向的载荷；
所述复合型裂纹扩展试样为板状结构，试样外形尺寸接近标准CT试样。
2.基于如权利要求1所述的装置进行复合型裂纹扩展试验的使用方法，包括如下三种情形：
情形1：Ⅰ/Ⅱ型复合裂纹扩展试验的试验方法，包括如下步骤：
步骤1.1：两组扇形弧板分别通过螺栓固定于复合型裂纹扩展试样两侧，且保证扇形弧板的板状平面与试样板状结构的板状平面互相平行且紧密贴合，同时两组扇形弧板上第一组通孔中的H1,1的连线与所述复合型裂纹扩展试样的初始裂纹共面，两组扇形弧板上第一组通孔中的H1,N的连线与所述复合型裂纹扩展试样的初始裂纹方向呈垂直关系；
步骤1.2：两个U型钩分别通过两组螺栓与两组扇形弧板上第一组通孔中的H1,N连接，并通过U型钩夹持端与试验机相连传递载荷，使得复合型裂纹扩展试样呈Ⅰ型加载状态，裂纹为张开型；
步骤1.3：依次调整两个U型钩分别螺栓与两组扇形弧板上第一组通孔中的H1,N-1，H1,N-2，…，H1,2连接，并通过U型钩夹持端与试验机相连传递载荷，使得复合型裂纹扩展试样承受不同程度的Ⅰ型和Ⅱ型复合加载状态，裂纹为张开型和滑开型并存；
步骤1.4：调整两个U型钩分别通过两组螺栓与两组扇形弧板上第一组通孔中的H1,1连接，并通过U型钩夹持端与试验机相连传递载荷，使得复合型裂纹扩展试样呈Ⅱ型加载状态，裂纹为滑开型。
情形2：Ⅰ//Ⅲ型复合裂纹扩展试验的试验方法，包括如下步骤：
步骤2.1：四块扇形弧板，每两块一组通过螺栓连接在一起，扇形弧板垂直于试样长度方向放置，通过扇形弧板厚度方向的孔位与带孔垫块和试样紧固在一起，且保证两组扇形弧板、带孔垫块及试样...
【专利技术属性】
技术研发人员：张修硕，马玉娥，马良，赵阳，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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