技術分享 | 使用DynaTestExpert進行裂紋尖端張開位移試驗
裂紋尖端張開位移試驗（CTOD試驗），是一種用于評估材料斷裂韌性的力學試驗方法。廣泛應用于焊接結構、壓力容器、管道等工程領域，尤其在存在裂紋或缺陷的情況下評估材料的抗斷裂能力。
試驗標準依據
《金屬材料準靜態斷裂韌度的統一試驗方法》
（GB/T 21143-2014）
本標準文件規定了均勻金屬材料在承受準靜態加載時斷裂韌度K、裂紋尖端張開位移δ、J積分和阻力曲線的試驗方法。試樣有缺口，采用疲勞的方法預制裂紋，在緩慢增加位移量的條件下進行試驗。斷裂韌性由獨立試樣在延性裂紋擴展、延性裂紋擴展失穩或發生非穩定裂紋擴展時刻或之后的狀態確定。當裂紋擴展表現為延性撕裂條件下的穩定擴展時,可以測定用于描述斷裂韌度與裂紋擴展量關系的阻力曲線。
試驗設備及其他用具
試驗設備：中機試驗電液伺服疲勞試驗機。
該設備廣泛應用于各種金屬材料、復合材料以及類似材料動態高周疲勞(HCF)、低周疲勞(LCF)、程控疲勞、裂紋擴展速率、斷裂韌性(KIC、JIC、CTOD等)以及靜態的恒變形速率、恒負荷速率和各種常規的力學性能試驗中。
試驗用具：中機試驗COD規 ?型號：COD10-3-1
試驗視頻
試驗步驟
一、預制疲勞裂紋
1.安裝試樣并放置COD規引伸計。
圖1
圖2
2.在控制計算機中設置裂紋長度檢查參數，對試樣進行裂紋長度檢查，計算當前試樣的彈性模量以確認試樣是否裝夾合適。
圖3
3. DynaTestExpert支持對試樣進行加卸載三次，并使用不同顏色的曲線以區分試樣加卸載過程，每次過程都能夠計算出彈性模量和裂紋長度。
圖4
4.Dyna Test Expert進行預制裂紋試驗的試驗方法包括降K法和恒K法，用戶可以自定義試驗終止時的最終最大應力強度因子和試驗開始時的最初最大應力強度因子。
5.預制裂紋試驗支持實時顯示試驗項裂紋長度-循環周次曲線和載荷-COD曲線，并支持導出操作。
載荷-COD曲線同時顯示線性擬合數據的上限值和下限值，其作為輔助線可以方便用戶觀察自定義上下限數值是否合理。
圖5：曲線顯示動圖??
6.實時顯示運行時的數據顯示包括實時值、峰谷值和計算的預制裂紋數據。預制裂紋數據包括柔度、形狀因子、線性擬合載荷上限、線性擬合載荷下限、最大載荷、最大應力強度因子等數據。
圖6
7.得到的試驗結果包含了試驗參數和試驗停止時的最終最大載荷和最終最大應力強度因子。此外還計算了50%的預裂紋擴展量時的最大疲勞預制裂紋載荷和在最后的1.3mm的預裂紋擴展量時的最大疲勞預制裂紋載荷。
圖7
二、進行裂紋尖端張開位移試驗
圖8
圖9
圖10
三、利用Dyna Test Expert數據分析模塊進行數據分析
輸入試驗后的試樣預裂紋長度和終止裂紋長度以及塑性延伸強度等參數。
圖11
分析圖表可以顯示試驗的載荷-COD曲線，并且標識出擬合數據段范圍及VP參考曲線。
圖12
驗證結果頁面可以顯示CTOD試驗過程需要計算的所有計算變量，包括核心計算結果塑性缺口張開位移VP及裂紋尖端張開位移δ0。
圖13
驗證結果頁面同時提供了基于GB/T 21143-2014 標準中關于CTOD試驗的所有驗證性結果。
圖14
END
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