ASTM E561-08
R曲線測定的標準實施規(guī)程

Standard Test Method forK-R Curve Determination

被代替

標準號

ASTM E561-08

發(fā)布

2008年

總頁數(shù)

16頁

發(fā)布單位

美國材料與試驗協(xié)會

替代標準

ASTM E561-08e1

當前最新

ASTM E561-23

 

 

適用范圍

KR 曲線表征了材料在緩慢、穩(wěn)定的裂紋擴展過程中的抗斷裂能力，是由于裂紋從疲勞預裂紋或尖銳凹口延伸時裂紋前面的塑性區(qū)生長而產(chǎn)生的。它提供了在增加的施加應力強度因子 K 下穩(wěn)定驅(qū)動裂紋時韌性發(fā)展的記錄。對于給定材料，KR 曲線取決于樣本厚度、溫度和應變率。測試中生成的有效 KR 數(shù)據(jù)量取決于樣本類型、尺寸、加載方法，以及在較小程度上取決于測試機器特性。對于未經(jīng)測試的幾何形狀，KR 曲線可以與裂紋驅(qū)動（應用 K）曲線相匹配，以估計穩(wěn)定裂紋擴展的程度以及導致不穩(wěn)定裂紋擴展所需的條件 (1)。在進行此估計時，KR 曲線被視為獨立于原始裂紋尺寸 ao 和產(chǎn)生裂紋的樣本配置。對于給定的材料、材料厚度和測試溫度，KR 曲線似乎僅是有效裂紋擴展 Δae (2) 的函數(shù)。為了預測部件中的裂紋行為和不穩(wěn)定性，通過使用一系列力、位移或組合載荷條件將 K 計算為部件裂紋尺寸的函數(shù)，生成一系列裂紋驅(qū)動曲線。 KR 曲線可以疊加在如圖 1 所示的裂紋驅(qū)動曲線族上，KR 曲線的原點與假設的原始裂紋尺寸 ao 重合。裂紋驅(qū)動曲線與 KR 曲線的交點顯示了每種載荷條件下預期的有效穩(wěn)定裂紋擴展。與 KR 曲線相切的裂紋驅(qū)動曲線定義了臨界載荷條件，該臨界載荷條件將在用于形成裂紋驅(qū)動曲線的載荷條件下導致不穩(wěn)定斷裂的發(fā)生。相反，KR 曲線可以在圖 1 中向左或向右移動，使其與裂紋驅(qū)動曲線相切，以確定在該加載條件下會導致裂紋不穩(wěn)定的原始裂紋尺寸。如果選擇用于繪制 KR 曲線的樣本的 K 梯度（裂紋驅(qū)動曲線的斜率）具有負特性（參見注釋 1），如在位移控制測試條件下，則可能會驅(qū)動裂紋直到達到最大或穩(wěn)定韌性水平（3、4、5）。當使用具有正 K 梯度特性（見注 2）的樣本時，當裂紋變得不穩(wěn)定時，可展開的 KR 曲線的范圍終止。注 18212；裂紋線加載樣本中的固定位移會導致 K 隨著裂紋擴展而減小。注28212；通過力控制，K通常隨著裂紋擴展而增加，并且在最大力時會出現(xiàn)不穩(wěn)定。如圖。 1 KR曲線及應用K示意圖

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