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申请/专利权人：西南交通大学

摘要：本发明公开了一种含双边轴向裂纹金属小管断裂韧性试验方法，包括加工含双边轴向裂纹金属小管试样；将含双边轴向裂纹金属小管试样安装在试验机上进行拉伸，以获取含双边轴向裂纹金属小管试样的载荷‑位移曲线；建立基于含双边轴向裂纹金属小管试样的J积分半解析模型，结合获取的载荷‑位移曲线计算含双边轴向裂纹金属小管试样的断裂韧性J积分；采用直接法计算含双边轴向裂纹金属小管试样的扩展裂纹长度，并结合计算的断裂韧性J积分，得到含双边轴向裂纹金属小管试样的J阻力曲线。本发明基于能量密度等效方法建立了基于含双边轴向裂纹金属小管试样的J积分半解析模型，具有结构简单、参数易于标定等优点。

主权项：1.一种含双边轴向裂纹金属小管断裂韧性试验方法，其特征在于，包括以下步骤：加工含双边轴向裂纹金属小管试样；将含双边轴向裂纹金属小管试样安装在试验机上进行拉伸，以获取含双边轴向裂纹金属小管试样的载荷-位移曲线；建立基于含双边轴向裂纹金属小管试样的J积分半解析模型，结合获取的载荷-位移曲线计算含双边轴向裂纹金属小管试样的断裂韧性J积分；其中基于含双边轴向裂纹金属小管试样的J积分半解析模型具体为： 其中，J表示含双边轴向裂纹金属小管试样的断裂韧性J积分，Je表示弹性阶段J积分，Jp表示塑性阶段J积分，m1,m2,m3分别表示与试样裂纹长度a、试样直径D、试样厚度t相关的有效体积折减系数，Per＝k1EWt，k1表示弹性有效变形体积系数，E表示弹性模量，b表示剩余韧带长度，W表示试样宽度，P表示载荷，表示第i点的塑性J积分，N表示应变硬化指数，K表示材料的应变硬化系数，k2表示塑性有效变形体积系数，k3表示塑性有效体积指数，k4表示等效塑性应变系数，k5表示等效塑性应变指数，hp表示加载线方向塑性位移，bi表示第i点的剩余韧带长度，Pi表示第i点的载荷，表示第i+1点的塑性J积分；采用直接法计算含双边轴向裂纹金属小管试样的扩展裂纹长度，并结合计算的断裂韧性J积分，得到含双边轴向裂纹金属小管试样的J阻力曲线；其中采用直接法计算含双边轴向裂纹金属小管试样的扩展裂纹长度具体为：根据单向加载下裂纹构件的弹性阶段和塑性阶段叠加得到总能量U和总位移h，表示为 其中，UP,h表示裂纹构件总能量，P表示载荷，h表示总位移，UeP,he表示弹性能，he表示弹性位移，UpP,hp表示塑性能，hp表示塑性位移；构建含双边轴向裂纹金属小管试样载荷-位移显式关系： 其中，h*表示特征长度，h*＝W，W表示试样宽度， Per＝k1EWt,k1表示弹性有效变形体积系数，E表示弹性模量，b表示试样剩余韧带长度、D表示试样直径、t表示试样厚度，m1、m2、m3分别表示与试样裂纹长度a、试样直径D、试样厚度t相关的有效体积折减系数，N表示应变硬化指数，K表示材料的应变硬化系数，k1为弹性有效变形体积系数，k2表示塑性有效变形体积系数，k3表示塑性有效体积指数，k4表示等效塑性应变系数，k5表示等效塑性应变指数；根据含双边轴向裂纹金属小管试样载荷-位移显式关系，结合获取的载荷-位移曲线计算含双边轴向裂纹金属小管试样的扩展裂纹长度。

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