基于销轴式单边缺口拉伸试样的各向异性材料裂纹长度及断裂性能测试方法

专利主权项内容

1.一种基于销轴式单边缺口拉伸试样的各向异性材料裂纹长度及断裂性能测试方法，其特征在于：所述方法的步骤为：1)采用有限元分析软件Abaqus，建立各向异性材料销轴式单边缺口拉伸试样的二维平面应力模型，并输入各向异性材料的弹性模量E、E，泊松比ν和剪切模量G，在销轴式单边缺口拉伸试样的两个销孔中心分别建立参考点，通过运动耦合约束的方式，建立参考点和销孔内壁间的耦合约束，并在两个参考点上施加外部载荷P；1212122)采用带有缩减积分的8节点四边形单元(CPS8R)对二维平面应力模型进行网格划分，对销轴式单边缺口拉伸试样的裂纹尖端处的网格进行加密并引入奇异单元，采用聚焦环式网格；3)通过有限元分析软件Abaqus自带的隐式求解器，计算位移、应变及应力场，得到不同初始裂纹长度、各向异性材料参数下的应力强度因子K和柔度C；4)根据有限元模拟结果，建立归一化应力强度因子和归一化柔度/>与裂纹长度α、各向异性材料参数(λ，ρ)间的关系，以及不同各向异性材料下裂纹长度α与归一化柔度/>的关系：适用于各向异性材料的归一化应力强度因子计算公式为：其中：α＝a/W，a为初始裂纹长度，W为试样宽度；λ，ρ为各向异性材料参数，F(α, λ, ρ)由式(2)计算：F(α, λ, ρ)＝q+qα+qα (2)0122其中：q(λ, ρ)为拟合系数，由材料参数λ、ρ决定，计算公式为：i其中：R和S为拟合参数；ijij归一化柔度与裂纹长度的关系：其中：p(α, λ, ρ)由下式计算：p(α, λ, ρ)＝p+pα+pα+pα (5)012233p(λ, ρ)为拟合系数，由材料参数λ、ρ决定，计算公式为：i其中：M和N为拟合参数；ijij基于归一化柔度的裂纹长度计算公式如下：α＝t+tμ+tμ+tμ (7)012233其中：α＝a/W；t(λ, ρ)为拟合系数，由材料参数λ、ρ决定，计算公式为：i其中：
Y和U为拟合参数；ijij各向异性材料的参数λ、ρ定义如下：其中，E、E为材料弹性模量，ν是材料泊松比，G是材料剪切模量。121212