本文件描述了测试金属材料焊接接头应力强度因子(K)、裂纹尖端张开位移[CTOD(δ)]和J积分的试验方法。
本文件是对GB/T 21143的补充,GB/T 21143涵盖了金属材料母材有关断裂韧度测试的试验方法的所有方面,本文件与GB/T 21143配套使用。
本文件适用于测定断裂韧度特征值而不宜用于测定有效的Rcurve(裂纹扩展阻力曲线),但本文件中试样的加工方法也适用于焊缝金属的Rcurve测定。规定的测试采用的是焊接之后、经机加工缺口并预制疲劳裂纹的金属材料试样,该缺口位于焊缝金属或者热影响区的目标区域,如适用时需要对疲劳裂纹位置的有效性进行评估。
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本文件描述了通过对缺口试样施加在恒定正最小值和恒定正最大值之间周期性变化的拉伸载荷测定其裂纹扩展的方法。
本文件适用于裂纹长度与载荷周期次数的函数关系,以及裂纹长度增长率与裂纹尖端的应力强度因子和能量释放率的函数关系的测定。
注1: 检测并报告裂纹扩展中可能出现的不连续现象。
本文件也适用于材料耐裂纹增长性能的测定。
注2:结果以导致裂纹增长失效的周期次数或总时间与应力强度因子的关系表示,见附录A。
本文件适用于以下材料采用线弹性断裂力学(LEFM)法进行拉拉疲劳裂纹扩展的测定:
——刚性和半刚性热塑性模塑、挤出材料(包括填充和短纤维增强复合材料)及板材;
——刚性和半刚性热固性材料(包括填充和短纤维增强化合物)及板材。
本文件仅适用于在所用加载频率和预期试验持续时间内黏弹性非常有限的材料。
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本文件描述了在给定条件、裂纹张开模式(模式Ⅰ)下测定塑料断裂韧性的方法。为了适应不同类型的设备或不同类型的材料,描述了两种带预制裂纹试样的试验方法,即三点弯曲试验和紧凑试样拉伸试验。
本文件适用于以下材料,包括含有长度小于或等于7.5 mm短纤维的复合材料:
——刚性和半刚性热塑性模塑、挤出和浇铸材料;
——刚性和半刚性热固性模塑和浇铸材料。
注1: 通常认为,长度0.1 mm~7.5 mm的短纤维会导致断裂过程中裂纹尖端区的非均质性和各向异性。附录B提供了在限定条件下将相同测试步骤的适用范围延伸到含有此类短纤维的刚性和半刚性热塑性或热固性塑料的测试。
注2: 由于采用的模型假设了产生裂纹的材料具有线弹性特性且裂纹尖端处于平面应变状态,因此为确保测试的有效性,对力-位移曲线的线性、试样宽度和厚度加入了一定的限制(见9.4)。裂纹足够尖锐,以防止更尖锐的裂纹导致测量性能值显著降低。
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