金属材料疲劳裂纹扩展试验方法

、化学成分和常规力学性能; d)取样方位，从结构件取样时应给出取样图; 。)加力变量，包括力值范围、力值比、加力频率和波形; I)有关参数.包括温度、环境介质、相对湿度以及整个试验期间各参数的最大误差; g)数据处理方法，包括疲劳裂纹曲率修正、计算da/dN利AK的方法。为了使顶测寿命的方法与 本标准所给数据条件一致.当K小于零时，说明计算最小应力强度因子Km‘的方法 采用术标准规定以 外的试样时应给出应力强度因子K标定曲线或公式; b) da/dN与AK图表，在双对数坐标纸上给出da /dN-OK曲线数据点时，为了更好地对比数据‘ 建议横坐标(LgAK)尺寸为纵坐标(1g daldN)尺寸的2-3倍; i)反常数据现象的说明。 9.2 疲劳裂纹扩展门槛值的试验报告还应增加如下内容 a)对降K试验应给出降力方式、K梯度C值、开始试验时的初始△K。和相应的。。值;若用增K试 验补充降K试验中的试验数据点或者验证降K试验的结果时，应标明增K试验的数据点; b)采用拟合曲线求门槛值时应给出:Aa/AN小于lo-mm/cycle各级力下的LP ;,a?N,; (dal dN):,AK;门槛值附近da/dN-}SK的拟合方程式和AK,h值; 。)采用8.1.4推荐的简易方法测定△凡。时应给出:最后两级力下的△Pk, 2}1%.和ak,ak };AK、 AKk- I及△K". Gs/'r 6398一2000 附 录 A (标准的附录) 推荐的数据处理程序 A1 割线法 用于计算裂纹扩展速率的割线法 通常表示如下: (dadN ，仅适用于在a-N曲线上计算连接相邻两个数据点的直线斜率 二((a;+,一a;)/(N,+, N) ···················⋯⋯(AI、 由于计算的da/dN是增量(a.-,-a)的平均速率，故平均裂纹长度a= (a++,+a;)/2只用来计算 aK值。 A2 递增多项式 推荐递增多项式方法进行局部拟合求导以确定疲劳裂纹扩展速率和裂纹长度的拟合值。对任一试 验数据点i即前后各n点，共(2n十1)个连续数据点，采用如下二次多项式进行拟合求导。点数，，值可取 2.3,4，一般取3e ，iN 一 C,} a = 6。十 b,1--二币 一 }十 b, 、 七见 j N;一C Cz ‘二’..⋯”·⋯’·’··⋯⋯(A2) 式中: _N.一 C 一 1乓 ~一万布一~乓 十 1 七, C = C,= 合(N一二+N;+.) 告(N,+。一N;-.) a;二镇a毛a- ⋯ ‘···⋯⋯‘·······。···⋯⋯(A3) 系数bp,b?b，是在式(A3)区间按最小二乘法(即使裂纹长度观测值与拟合值之间的偏差平方和最 小)确定的回归参数。拟合值a是对应于循环数N，上的拟合裂纹长度。参数C和C，是用于变换输人 数据，以避免在确定回归参数时的数值计算困难。 {da-'I_b, (dNl。 C2 在N，处的裂纹扩展速率由式(A2)求导而得 2b, (N，一 CJ 十 — t歹 二，“‘⋯“··，·····，·····⋯⋯(A4、 利用对应于N，的拟合裂纹长度a，计算与da/dN值相对应的△K值。 表A1给出了点数n等于3时的FORTRAN计算程序。在FORTRAN程序的末尾给出了输人变 量说明。 表A1 七点递增多项式数据处理FORTRAN计算程序 :: :: fatigue crack growth rates programme this programme file name一一GB. FUR m- total test points P,.,- maximun load P.,- minimun load b— specimen thickness w-一 specimen widthness GB/T 6398一2000 a0-一 initial crack length ys- yield strength Sratio- Stress ratio Ni(ll- load cycle number At门)— a set of crack length ? ?? dimension ni(100),ai(100),dadn(100), &delk(100),aa(10),nn(10),bb(3).name(20) integer qq parameter (P7=3.1415926) Character' 15 finnante.foutname,key' 5 $ancurve'15,dkdadn'15,name'50 write(，)'input Title’ read( ' ,' (AY )name(8) write(，)"input data file name:' read( ,'(A)')finname write ，)'output data file name‘ read('，‘ (A)')foutname write( '，“Yenter A-N curve name;' read( ' .' (A )' )ancurye write(' , `)'enter DELT K-da/dN curve name;' read("，’ (A)')dkdadn open (15 , file =finname , status=' old' ) open (16 ,file=foutname ,status二‘new') open (17 } file=ancuxve.atatus=' new' ) open (18. file -dkdadn, atatu‘一，new' ) write(，)'Material Name;' read( ' ,' (A )' )name (1) write('，)' No. of Specimen' read(* ,'(A)' )name (2 ) write(` .‘)'environment' read(*， '(AY)name(3) write(，)'test frequency' read(' ,' (A )' )name (9) write ，‘)'Temperature' read('，’ (A)')mn-,(4) write 。’)'Moisture' read (` ,' (A )' )name (5) waste(二 )'Test Date' read(` .' (N ')name(6) write ('，“)"renters' read('，‘ (A)')name(7) write (16 , 300)name (8) format(lx,'““’.TEST REYOR'1';',A35,"“.““.『) write(16,299) Eornrat(/) write (I 6,400)name (1) format (1X,'Material Name &Orientation’,2x,A40) write (16,410) name(2) 扣rmat(lx,'No.nfSpccimcn:',2x,A20) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 、 。 ? ? ? ? ?? ?? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ?? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 往51 GB/T 6398一2000 45 46 420 47 48 430 49 50 440 51 52 450 53 54 460 55 56 470 57 58 59c 60 61 62 20 63 64 21 65 66 67 22 68 69 25 70 71 72 73 74 75 76 30 77 78 105 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 9361 write (16,420) name (3) format 0-'environments:', 2- A 20) write (16 , 430)name (9 ) format(lx,'Test Frequency:', 3x,A3,'Hi ) write ( l6,44 0) name (4) format (lx,'Temperature :' , 2x , A 3 ,'c' ) write (16, 450)name (5 ) format ( lx,' Moisture，,2x,A4,'%'.'RH') wdte(16,460)name(6) format(lx,'Test Date:',2x,A15) write (16, 470) name (7) format (lx,'Testers:' , 2x, A20) write(*，)'asking for specimen kind:SEB,CT OR MT' read('，‘ (A)')key begin to operate seven points poly read(15.')m,pmax.pmin,b,w,ys,a0,Sratio write(16,20) format(/) write(16,21) format(5x,'=二二二=== ='.lx,'RESULTS OF TEST DATA PROCESSING', &1x,'==二====二‘) write (16, 22 ) format(/) write (16, 25) m .pmax,prom ,b , w, a 0, ys, Static, format (lx.'the test points，.i4.2-'pmax=', &.f8. UN', 2x,'pmin=',f8. 1.'N',八Ix,'b='.f5.2.'mm',2x,'w=', 跳6. 2,'mm',2x.'A0=',f6. 3.'mtd,/lx,'yield limit ys=',f8. 2, &'MPa',5-'Stress Ratio R=',f6.3) read(15，甘)(Ni (1),Ai(I),I=1. m) 〕〕301=1,m AI Q)=A0十AIM Continue write(16.105) format (lx,' cbs. no', lx,' cycle' , 2x,' a (means )' , 2-'a (areg.)， &, 3x ,' m. c. c. ', 4x,' delk', 6x,' dada' ) k= o pp=pmax-pmm r=pmin/pmax write (16,95)(i,Ni(i),Ai(1),1=1,3) m = m 一 6 do 100 i=1,m 1二n k=k+1 kl-k+6 do 64 i=k,k1 1=1+1 as (L) -ai (9 ) .n(1)一ni(J) ,,,nrm ue