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含径向双边裂纹圆环小试样的疲劳裂纹扩展试验方法

ISSN号：1674-5124
期刊名称：中国测试
时间：2015
页码：1-5
分类：O346.1[理学—固体力学;理学—力学]
作者机构：西南交通大学力学与工程学院应用力学与结构安全四川省重点实验室
相关基金：国家自然科学基金项目(11202174);四川省青年科技创新团队项目(2013TD0004)
相关项目：表征小尺寸构件断裂性能的楔入法研究

关键词：含径向对称裂纹圆环, 疲劳裂纹扩展, 柔度法, 应力强度因子, 有限元分析, 材料试验

中文摘要：

针对传统断裂测试试样受构型的限制往往尺寸较大,无法满足小尺寸金属管疲劳断裂行为测试要求的问题,设计新构型小尺寸试样。并基于有限元分析和柔度理论,建立含径向双边对称裂纹圆环(O-ring with double radial symmetric cracks,DOR)小试样的裂纹长度预测公式和应力强度因子公式,进而提出DOR小试样的疲劳裂纹扩展试验新方法。应用5083-H112铝合金加工成含径向裂纹小管试样和标准CT试样,开展疲劳裂纹扩展速率对比试验。结果显示,基于DOR试样得到的5083-H112铝合金的疲劳裂纹扩展规律与CT试样的试验结果相吻合,证明新方法的有效性。经过对试样端口的测量和分析,试样两侧对称裂纹的扩展量基本一致,说明对称裂纹满足唯一性要求,且不同于CT试样,该圆环试样裂纹前缘非常平直,表明圆环构型试样沿厚度方向的约束状态更加接近。

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