【技术实现步骤摘要】
一种疲劳裂纹实时测量方法
[0001]
:本专利技术涉及疲劳裂纹领域,具体地说是一种疲劳裂纹实时测量方法。
[0002]
技术介绍
:当前疲劳裂纹测量方法主要有目测法、机器视觉法、光学测量法、声发射法、柔度法以及交流电压降方法。目测法是采用肉眼、或显微镜,电子显微镜对裂纹长度进行直接的图像测量,因为无法做到实时自动观测,且无法识别微小的裂纹,不能在高温高压等恶劣环境中测量,所以适用场合非常有限,准确性也无法得到保证;机器视觉法是基于DIC技术,使用计算机辅助进行大规模计算,相比目测法更加精确,但是同样无法测量结构内部的裂纹且需要昂贵的硬件支持;光学测量法对系统硬件要求非常较高,并且只能进行对表面裂纹的测量;声发射法装置复杂,也无法做到实时裂纹测量;柔度法需要使用断裂力学中裂纹长度和裂纹张开位移关系辅助计算,由于引入实际变量过多,理论计算往往与实际情况偏差较大;交流电压降方法根据交流电的集肤效应,能克服上述几种方法的缺点,适用于恶劣的环境,这种方法可以做到实时测量,但是存在易因其对裂纹长度过于敏感,细微的影响会造成巨大误差,和交流电存在不稳定等状况而 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种疲劳裂纹实时测量方法,其特征在于,具体步骤包括:S1、选择CT试样,CT试样由多种金属材料制成,将CT试样夹装于疲劳试验机前,对CT试样的两侧进行打磨,在CT试样两侧开深度各为厚度5%
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6%的引导槽,在CT试样上加工多个螺丝孔来固定DCPD系统上的探针,防止试验中探针因震动导致接触不良甚至脱落;S2、定位DCPD系统通过直流电压降方法进行疲劳裂纹测量,所述DCPD系统包括用于采集DCPD信号的电压表、用于采集所需各种输出信号并与电脑对接储存的多通道采集系统、以及用于提供可翻转的稳恒直流电的直流电源系统,当稳恒直流电穿过CT试样的裂纹区域,裂纹长度的变化改变这段裂纹区间的电阻,从而改变多个探针之间的电势差,通过测量裂纹两侧的电势差来反应裂纹实时长度,并测得裂纹扩展速率;S3、选用COMSOL软件进行有限元模拟标定,建立模型,对CT试样的各个表面设置绝缘,设置CT试样的零势能面,通过COMSOL的超细化单元大小进行网格划分,并手动将裂纹尖端处网格进行加密处理;仿真使用参数扫描功能模拟裂纹从初始裂纹长度开始,向前扩展15mm
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16mm,每0.5mm
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0.6mm记录点位数据,根据控制变量法,每次仿真使用不同的电位探针距离,研究改变电位探针距离对裂纹长度
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电压的标定结果的影响,寻找标定曲线在整个裂纹扩展范围内线性度良好,并对裂纹改变更敏感的最优电位探针距离作为后续试验的螺丝孔打孔距离;S4、确定最佳电压探针间距,导出各个裂纹长度时探针电势差,绘制出裂纹长度与电压降的关系曲线,后续试验即可根据标定得到的裂纹长度
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电压曲线,由输出电压得到实时的裂纹长度,继而计算出实时裂纹扩展速率;S5、使用多种材料进行恒幅和不同过载比下的单峰拉伸的过载试验,DCPD系统的测量模块使用峰谷模式控制,使用降K法进行疲劳裂纹预制和恒幅疲劳试验,计算恒幅加载的Paris公式常数C...
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