【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及检测，尤其涉及一种估算反映材料或结构止裂性能的ctod特征值的方法。
技术介绍
1、冲击韧性与断裂韧性是材料和结构止裂能力评价的重要指标，特别是对于承受内部压力以及外部拉伸载荷的重要结构焊接接头，由于焊接部位必然存在的类裂纹微观缺陷，相对于完整基体材料，在外部载荷作用下无需裂纹萌生和起裂，直接进入裂纹扩展阶段，裂纹稳定扩展特征就决定了焊接结构服役过程中的止裂能力。夏比冲击韧性以冲击功来表征，利用摆锤式冲击试验机瞬间加载、吸收能量后快速断裂，一般包括裂纹萌生起裂阶段、裂纹延性稳定扩展阶段、裂纹失稳断裂阶段，其中，裂纹萌生起裂阶段包括弹性变形阶段和塑性变形阶段，裂纹失稳断裂阶段包括不稳定快速扩展阶段和剪切撕裂断裂阶段。示波冲击试验是仪器化的夏比冲击试验，在夏比冲击试验的基础上增加示波仪器，利用示波仪器采集夏比冲击试验造成的瞬间断裂过程中载荷、位移、能量数据，动态研究裂纹萌生、扩展与断裂全过程。
2、断裂韧性一般利用单侧缺口预制疲劳裂纹试样进行弯曲加载，当出现最大力平台时，利用引伸计监测缺口张开位移，并按照相关标准要求计算预制疲劳裂纹尖端张开位移，即ctod特征值。与示波夏比冲击试验瞬间加载快速断裂不同，ctod断裂韧性是慢速加载试验过程，但也包含了弹性变形阶段、塑性变形阶段、裂纹稳定扩展阶段，与示波夏比冲击试验过程非常相似，必然存在一定的相关性。如果能够建立示波夏比冲击和ctod断裂韧性的相关性，通过简便的示波夏比冲击间接得到ctod特征值，就能够为工程应用带来极大便利。
3、当前，已有一些关于
技术实现思路
1、本专利技术揭示了一种利用示波冲击裂纹延性扩展位移预测ctod特征值方法，包括如下的步骤：
2、制作示波冲击试样，示波冲击试样具有v型缺口，v型缺口的根部尖锐，在至少放大50倍的条件下v型缺口的根部无圆角；
3、对示波冲击试样进行示波冲击试验，获取示波冲击力-位移曲线，根据示波冲击力-位移曲线确定裂纹延性扩展位移vp；
4、试验结果有效性评估，检查示波冲击试验的断口，判断断口的位置与预定位置之间的偏差，偏差在未超过指定范围则试验有效，偏差超过指定范围则试验无效，重新进行示波冲击试验；
5、对于指定的材料和结构，制作数个相同的试样分别进行示波冲击试验，分别获取示波冲击力-位移曲线并根据各自的示波冲击力-位移曲线确定数个裂纹延性扩展位移vp，基于该数个裂纹延性扩展位移vp计算等效于ctod断裂韧性试验的裂纹嘴张开位移vg；
6、根据裂纹嘴张开位移vg计算ctod特征值。
7、根据本专利技术的一个实施例，v型缺口的位置开在焊缝金属、熔合线或焊接热影响区，其中焊缝金属、熔合线为高脆性低韧性区域，焊接热影响区为高韧性区域。
8、根据本专利技术的一个实施例，对于高脆性低韧性区域，将示波冲击力-位移曲线上最大断裂力fm开始至完全断裂总位移等效为裂纹延性扩展位移vp。对于高韧性区域，将示波冲击力-位移曲线上首次出现明显斜率增加的位置作为延性扩展终止点fiu，并取该点与最大断裂力fm之间的区域为裂纹延性扩展位移vp。
9、根据本专利技术的一个实施例，在试样上刻槽以指明预定位置，确定断口位置与刻槽位置之间的偏移，如果偏移不超过10°，则认为该次示波冲击试验有效，否则该次示波冲击试验无效。
10、根据本专利技术的一个实施例，对于高脆性低韧性区域，基于数个裂纹延性扩展位移vp采用下述公式计算等效于ctod断裂韧性试验的裂纹嘴张开位移vg：
11、
12、对于高韧性区域，基于数个裂纹延性扩展位移vp采用下述公式计算等效于ctod断裂韧性试验的裂纹嘴张开位移vg：
13、
14、根据本专利技术的一个实施例，按照iso 15653标准，根据等效于ctod断裂韧性试验的裂纹嘴张开位移vg计算ctod特征值。
15、根据本专利技术的一个实施例，对于指定的材料和结构，制作三个相同的试样分别进行示波冲击试验，分别获取示波冲击力-位移曲线并根据各自的示波冲击力-位移曲线确定三个裂纹延性扩展位移vp，基于该三个裂纹延性扩展位移vp计算等效于ctod断裂韧性试验的裂纹嘴张开位移vg。
16、针对焊接接头这种存在必然缺陷的结构，基于示波冲击过程中瞬间达到最大力以后开始的裂纹延性扩展阶段与单侧缺口弯曲ctod断裂韧性试验过程中预制疲劳裂纹稳定扩展过程的高度相关性，通过试验得到的示波冲击裂纹延性扩展位移预测ctod试验时引伸计测得的裂纹嘴张开位移，进而根据已有标准公式估算ctod特征值，从而评估材料或结构的止裂性能。本专利技术充分利用了示波冲击试验简便易操作的优点，克服了ctod断裂韧性试验周期长、成本高、对操作人员技术要求高的劣势，利用示波冲击试验测得的裂纹延性扩展位移间接得到ctod特征值，具有实施方便、操作成本低、效率高的优点。
17、本专利技术提出的利用示波冲击裂纹延性扩展位移预测ctod特征值方法，针对相关工业领域服役过程中承载焊接接头这种存在必然缺陷的结构，具有如下的有益效果：
18、充分利用了示波冲击试验简便易操作的优点，克服了ctod断裂韧性试验周期长、成本高、对操作人员技术要求高的劣势，使复杂的工程应用问题简单化，为工程项目决策提供了技术指导；
19、利用示波冲击试验测得的裂纹延性扩展位移间接得到ctod特征值，具有实施方便、操作成本低、效率高的优点。
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1.一种利用示波冲击裂纹延性扩展位移预测CTOD特征值方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的利用示波冲击裂纹延性扩展位移预测CTOD特征值方法，其特征在于，所述V型缺口的位置开在焊缝金属、熔合线或焊接热影响区，其中焊缝金属、熔合线为高脆性低韧性区域，焊接热影响区为高韧性区域。
3.如权利要求2所述的利用示波冲击裂纹延性扩展位移预测CTOD特征值方法，其特征在于，
4.如权利要求3所述的利用示波冲击裂纹延性扩展位移预测CTOD特征值方法，其特征在于，
5.如权利要求3所述的利用示波冲击裂纹延性扩展位移预测CTOD特征值方法，其特征在于，
6.如权利要求1所述的利用示波冲击裂纹延性扩展位移预测CTOD特征值方法，其特征在于，按照ISO 15653标准，根据等效于CTOD断裂韧性试验的裂纹嘴张开位移Vg计算CTOD特征值。
7.如权利要求1所述的利用示波冲击裂纹延性扩展位移预测CTOD特征值方法，其特征在于，对于指定的材料和结构，制作三个相同的试样分别进行示波冲击试验，分别获取示波冲击力-位移曲线并根据各
...【技术特征摘要】
1.一种利用示波冲击裂纹延性扩展位移预测ctod特征值方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的利用示波冲击裂纹延性扩展位移预测ctod特征值方法，其特征在于，所述v型缺口的位置开在焊缝金属、熔合线或焊接热影响区，其中焊缝金属、熔合线为高脆性低韧性区域，焊接热影响区为高韧性区域。
3.如权利要求2所述的利用示波冲击裂纹延性扩展位移预测ctod特征值方法，其特征在于，
4.如权利要求3所述的利用示波冲击裂纹延性扩展位移预测ctod特征值方法，其特征在于，
5.如权利要求3所述的利用示波冲击裂纹延性扩展位移预测...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘硕，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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