【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于断裂力学等，具体涉及一种纳入试样尺寸效应的断裂韧性预测方法。
技术介绍
1、金属材料通常具有韧脆转变特性，即随着温度降低，金属材料的断裂模式会从韧性断裂逐渐过渡转变为脆性断裂。已有研究表明，在韧脆转变过渡温度区内，金属材料的断裂韧性表现出尺寸效应，即同一试验条件下同种材料制成的不同尺寸试样的断裂韧性数值差异很大。这样的差异致使含缺陷设备的断裂强度难以科学评估。如何解决断裂韧性的尺寸效应问题，实现从小尺寸试样预测机械设备的断裂强度，一直是断裂力学领域的研究重点。
2、过去十多年来，学者们提出了不少用于阐释断裂韧性尺寸效应的新理论，其中裂纹尖端拘束理论被认为具有良好的工程应用潜力。t应力作为一种裂纹尖端拘束参数，其面内分量t11和面外分量t33可以分别用来表征断裂韧性的面内尺寸效应和面外尺寸效应。需要强调的是，断裂韧性的面内尺寸效应和面外尺寸效应同时存在，而断裂韧性与面内拘束参数t11和面外拘束参数t33的关联性分析尚未系统开展，因此无法建立纳入试样尺寸效应的断裂韧性预测方案。
技术实现
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1.一种纳入试样尺寸效应的断裂韧性预测方法，其特征在于：测定不同厚度及不同形状试样的断裂韧性Jc；计算不同厚度及不同形状试样的裂纹尖端面内拘束参数T11的数值解，以及计算不同厚度及不同形状试样的裂纹尖端面外拘束参数T33的数值解；建立断裂韧性Jc与裂纹尖端面内拘束参数T11和面外拘束参数T33的非线性关系，以预测任意尺寸试样的断裂韧性Jc-p。
2.根据权利要求1所述的一种纳入试样尺寸效应的断裂韧性预测方法，其特征在于：所述测定不同厚度及不同形状试样的断裂韧性Jc通过以下方法实现：分别对两种不同厚度的三点弯曲试样和紧凑拉伸试样开展断裂韧性试验，获得试验过程...
【技术特征摘要】
1.一种纳入试样尺寸效应的断裂韧性预测方法，其特征在于：测定不同厚度及不同形状试样的断裂韧性jc；计算不同厚度及不同形状试样的裂纹尖端面内拘束参数t11的数值解，以及计算不同厚度及不同形状试样的裂纹尖端面外拘束参数t33的数值解；建立断裂韧性jc与裂纹尖端面内拘束参数t11和面外拘束参数t33的非线性关系，以预测任意尺寸试样的断裂韧性jc-p。
2.根据权利要求1所述的一种纳入试样尺寸效应的断裂韧性预测方法，其特征在于：所述测定不同厚度及不同形状试样的断裂韧性jc通过以下方法实现：分别对两种不同厚度的三点弯曲试样和紧凑拉伸试样开展断裂韧性试验，获得试验过程中的载荷-位移曲线以及断裂载荷pc；基于所述断裂载荷pc，分别计算不同厚度三点弯曲试样和紧凑拉伸试样断裂时的临界应力强度因子kc；基于所述临界应力强度因子kc，分别计算不同厚度三点弯曲试样和紧凑拉伸试样断裂韧性的弹性分量jel；基于所述载荷-位移曲线，分别计算不同厚度三点弯曲试样和紧凑拉伸试样断裂韧性的塑性分量jpl；基于所述断裂韧性的弹性分量jel和塑性分量jpl，测定不同厚度及不同形状试样的断裂韧性jc。
3.根据权利要求2所述的一种纳入试样尺寸效应的断裂韧性预测方法，其特征在于：所述计算不同厚度及不同形状试样的裂纹尖端面内拘束参数t11的数值解通过以下方法实现：建立与所述试样形状和尺寸相同的有限元分析模型，设置对应模型的材料、边界条件和载荷，运用有限元分析软件开展线弹性断裂力学模拟；运用干涉积分法获取不同厚度三点弯曲试样和紧凑拉伸试样在板厚中央处的裂纹尖端面内拘束参数t11的数值解。
4.根据权利要求3所述的一种纳入试样尺寸效应的断裂韧性预测方法，其特征在于：所述计算不同厚度及不同形状试样的裂纹尖端面外拘束参数t33的数值解通过以下方法实现：在建立与所述试样形状和尺寸相同的有限元分析模型，...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢凯，付王玲，黄思华，刘曦，王栋，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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