姑苏区钢材断裂韧度检测机构

断裂韧度

根据线弹性断裂力学，带裂纹体裂纹**附近的弹性应力场强度可用应力强度因子K(MPa·m1/)来度量。对Ⅰ型（张开型）裂纹的断裂准则为:当应力强度因子K达到其临界值K时，裂纹即失稳扩展而导致断裂。K。可由带裂纹的试件测得，它代表材料抵抗裂纹失稳扩展的能力，称为“断裂韧度”。试验表明，材料的断裂韧度K随试件厚度B变化，如图1所示。在试件厚度连到某一定值B后，断裂韧度不再随厚度变化，此时则认为裂纹**附近的材料处于平面应变状态，其对应的断裂韧度值称为“平面应变断裂韧度”，用符号K表示。显然，Kic为一材料常数。

在理想平面应变条件下，裂纹前缘处的材料处于三向拉伸应力状态，呈现良好的脆性。这时，只要裂纹一开始扩展，就会导致失稳断裂，也就是说，开裂点即为失稳点，临界裂纹长度α。等于初始的裂纹长度a。但是，对于B≥Bo所对应的工程平面应变条件而言，由于试件表面附面应力状态的影响，裂纹开始扩展后经过一个较短的稳定扩展阶段才失稳断裂，开裂点并非失稳点。为侧表面附面应力状态所造成的塑性影响以测得作为材料常数的Kc，应取开裂点作为临界点。但是，**地测定开裂点是困难的，所以，在Kc试验方法中，对于明显地存在裂纹稳定扩展阶段的情况，取裂纹等效扩展2%所对应的点（条件开裂点）作为临界点来确定Pe，而a.则近似地采用初始裂纹长度a。

鉴于上述分析，式(2)中 a。即为试件的初始裂纹长度a，它可从断开后的试件断口上量出，而P。则由下述方法确定:在试验中自动记录载荷Р随试件切口边缘（裂纹嘴）处两个裂纹表面的相对位移V的变化曲线，即P-V曲线，以对初始线性段斜率下降5%的割线与P-V曲线交点处对应的载荷Ps作为取得P的依据。如果在载荷达到Ps曲线各点载荷均小于Ps，则取P.=Ps，可以证明，这样的临界载荷大致对应于裂纹产生2%的等效扩展，这种情况对应着试件表面附近的平面应力状态存在显著影响。如果载荷达到P,前曲线各点对应载荷的*大值大于或等于Ps，则取这个载荷*大值作为P，这种情况接近丁理想平面应变状态。

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