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适用于不同各向异性材料及尺寸的夹持式单边缺口拉伸试样裂纹长度及断裂性能计算方法技术

技术编号:40066273 阅读:23 留言:0更新日期:2024-01-16 23:28
本发明专利技术涉及一种适用于不同各向异性材料及尺寸的夹持式单边缺口拉伸试样裂纹长度及断裂性能计算方法,包括:1)建立夹持式SENT试样二维平面应力模型,在夹持式SENT试样外上下两处分别建立参考点,建立参考点和试样夹持端的耦合约束;2)对模型进行网格划分;3)计算位移、应变及应力场,得到不同初始裂纹长度、跨距和各向异性材料参数下的应力强度因子和柔度;4)根据有限元模拟结果,建立不同跨距下夹持式SENT试样的归一化应力强度因子和归一化柔度与初始裂纹长度、各向异性材料参数的关系,以及初始裂纹长度与归一化柔度的关系。本发明专利技术可有效提升夹持式式单边缺口拉伸试样结构的裂纹监测及可靠性评价精度,降低因计算不合理造成的安全及经济风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于断裂力学性能检测,具体涉及一种适用于不同各向异性材料及尺寸的夹持式单边缺口拉伸试样裂纹长度及断裂性能计算方法


技术介绍

1、各向异性材料是指在不同的方向上其机械、物理、化学性能表现出不同特征的材料,如单向轧制的金属板、复合材料、单晶及增材制造材料,广泛应用于航空航天及其他过程工业。由各向异性材料制造的构件在服役过程中不可避免的出现裂纹萌生及扩展,因此准确监测各向异性材料的裂纹长度及断裂性能(kic、gic)是安全运维的关键。夹持式单边缺口拉伸(sent)试样,因其裂纹尖端的应力状态与含缺陷的管道、承压容器类似,因此广泛用于测量工程结构的断裂性能。

2、然而,目前发展的夹持式sent试样的相关公式均是针对各向同性材料,无法计算各向异性材料的断裂行为。另一方面,针对基于夹持式sent试样的复合材料断裂及疲劳裂纹扩展试验,目前多采用光镜法测量瞬时的裂纹长度,该方法受限于镜头的测量精度及视窗尺寸,需目视手动采集,容易引入其他人为误差,更不能应用于腐蚀溶液、高温箱及其他封闭环境。

3、为了解决当前存在的问题,常采用数值分析方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种适用于不同各向异性材料及尺寸的夹持式单边缺口拉伸试样裂纹长度及断裂性能计算方法,其特征在于:所述方法的步骤为:

2.根据权利要求1所述的适用于不同各向异性材料及尺寸的夹持式单边缺口拉伸试样裂纹长度及断裂性能计算方法,其特征在于:所述步骤1)中夹持式单边缺口拉伸试样的结构尺寸具体为:

3.根据权利要求1所述的适用于不同各向异性材料及尺寸的夹持式单边缺口拉伸试样裂纹长度及断裂性能计算方法,其特征在于:所述步骤3)中柔度和应力强度因子的具体计算步骤为:

4.根据权利要求1所述的适用于不同各向异性材料及尺寸的夹持式单边缺口拉伸试样裂纹长度及断裂性能计算...

【技术特征摘要】

1.一种适用于不同各向异性材料及尺寸的夹持式单边缺口拉伸试样裂纹长度及断裂性能计算方法,其特征在于:所述方法的步骤为:

2.根据权利要求1所述的适用于不同各向异性材料及尺寸的夹持式单边缺口拉伸试样裂纹长度及断裂性能计算方法,其特征在于:所述步骤1)中夹持式单边缺口拉伸试样的结构尺寸具体为:

3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘争王靖惠陈旭张喆李吉康靳鹏飞刘明昊
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:

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