裂纹尖端张开位移

摘要： 为保证铁路钢桥中高强度桥梁钢在低温环境下的服役安全,提出基于裂纹尖端张开位移(CTOD)特征值的桥梁钢防脆断评价方法。首先建立基于CTOD的桥梁钢脆性断裂判据,再基于断裂力学理论推导典型桥梁钢构件断裂驱动力理论公式,依据断裂韧性CTOD特征值随温度和厚度的变化规律提出断裂抗力经验公式。以Q690qE桥梁钢为例,基于以上方法,分析钢构件工作应力水平以及裂纹尺寸得到断裂驱动力,通过回归Q690qE桥梁钢的CTOD试验数据得到断裂抗力,将断裂驱动力和断裂抗力代入脆性断裂判据,得到了Q690qE桥梁钢在不同温度下的容许厚度。

摘要： 由于钢材具有强度高、质量轻、材质均匀、环保可回收利用等诸多优点,被广泛用于桥梁建设中.然而低温环境下钢材的韧性降低,加上钢材内部缺陷、加工工艺等因素的影响,钢结构桥梁易发生脆性断裂.本文采用三点弯曲试样,通过对不同温度下钢材CTOD断裂韧性进行仿真模拟和研究分析,结果表明,在-40°C低温环境下,钢材的断裂韧性变得极差,CTOD值降幅达到257％;为预防钢材的脆性断裂,可以采用P-V曲线和CTOD值来评判钢材断裂韧性的好坏,为钢结构桥梁防脆断措施提供参考作用.

摘要： 旋转因子对于材料断裂韧性的估算是一个非常重要的参数,目前旋转因子的计算没有统一的方法.为了对比不同方法计算旋转因子的准确性,文章基于数字图像相关(DIC)技术,分别采用应变云图法、虚拟双引伸计法和趋势线延长法,研究了X80管道钢三点弯曲试样旋转因子及利用旋转因子确定CTOD的可行性.结果 表明:3种方法获得的旋转因子随着裂纹长度的增加,呈逐渐减小的趋势;3种方法旋转因子确定的CTOD与直接测量值基本吻合,其中应变云图法旋转因子的CTOD计算值与直接测量值最为吻合,获得的旋转因子最为可靠,其他两种方法的CTOD计算值整体偏大,可通过更改引伸计位置和趋势线角度来获得准确的旋转因子值.

摘要： 低约束试件断裂韧性测试对油气管道安全运营具有重要意义.本文回顾了低约束试件断裂韧性测试方法及发展过程,介绍了裂纹尖端张开位移(crack tip opening displacement,CTOD)和J积分等常用断裂韧性表征参数,并对断裂韧性测试中应力强度因子、J积分塑性因子、J积分与CTOD转换因子、裂纹尺寸测量方法、数字图像相关方法等关键问题进行对比分析,总结需要深入研究的问题,为低约束试件断裂韧性测试发展提供一定依据.

摘要： 阐述了TMCP型F460厚板的生产方法,并使用自动埋弧焊技术对60 mm厚钢板进行双面多层多道次对接焊试验.分析了母板及焊接接头的显微组织,检测了母板及焊接接头的常规力学性能和-10°C下焊接接头的裂纹尖端张开位移(CTOD)性能.结果表明,采用低碳多元微合金化成分设计,配合适当TMCP工艺,使得试制钢板具有良好的组织与力学性能;热输入量为15 kJ/cm时焊接热影响粗晶区组织主要为板条状贝氏体,热输入量为50 kJ/cm时粒状贝氏体增多,大角度晶界减少;焊接接头拉伸断裂位置位于母材,焊缝区显微硬度明显高于母材,未出现焊接软化和粗晶区脆化现象;热输入量为15和50 kJ/cm时,熔敷金属和热影响粗晶区的(-10°C)CTOD平均值分别大于0.623和0.833 mm,焊接接头具有优良的低温抗开裂性能.

摘要： 依照英国BS7448和挪威船级社DNV-OS-F101标准对管壁厚18.0 mm的X70级气体保护焊环焊管热影响区进行断裂韧度CTOD(crack tip opening displacement)试验,并应用数理统计方法对试验结果进行了分布拟合检验.文中分别采用了柯尔莫哥洛夫检验法和A2-W2检验法对试验结果进行了拟合检验和对比分析,得到了该X70钢焊接接头热影响区CTOD分布规律.结果表明,应用A2-W2检验法进行拟合检验的敏感度较高,且断裂韧度数据拟合较好的统计分布函数为Weibull分布函数,可结合欧洲工业完整性评定程序(SINTAP)的可靠性评定方法,计算得X70钢焊接接头热影响区CTOD断裂韧度概率密度分布函数.

摘要： In order to study the influence of strength match on welded joint ductile fracture in welding process, based on elastic-plastic fracture theory and microscomic plastic damage model, it respectively carried out finite element simulation analysis and calculation for two kinds of model by using ABAQUS software, one is axisymmetric model for circumferential direction internal crack pipe under wide scale yield condition, the other is modified boundary layer (MBL) model based on small scale yield. The result indicated that the higher matching coefficient is, the higher the fracture toughness of welded joint and resistance curve; with matching coefficient increasing, the mismatch constraint M decreased, and the ductile toughness increased;the difference of mismatch constraint caused by different strength matching increased with the crack growth.%为了研究焊接过程中强度匹配对焊接接头断裂韧性的影响,以弹塑性断裂力学理论为基础,基于细观塑性损伤模型,应用ABAQUS软件对大范围屈服条件下的全周向内裂纹管采用轴对称模型及基于小范围屈服的修正边界层模型(MBL)分别进行有限元模拟分析计算.研究结果表明:高配且匹配系数越高,焊接接头的断裂韧性及阻力曲线越高;随匹配系数增加,失配约束M减小,管子的断裂韧性增大;不同强度匹配引起的失配约束差异随裂纹扩展而增大.

摘要： 金属泡沫在其实际应用中，断裂性能和断裂韧性对于承载的多孔金属泡沫有着重要的意义。基于美国试验材料学会相关标准，采用三点弯曲试样测定了铝泡沫的 I 型断裂韧性。研究表明，金属泡沫的断裂为脆性断裂，在裂纹尖端附近，孔壁最薄弱的区域最容易发生变形；随着进一步加载，一些孔壁发生断裂，微裂纹在断裂尖端附近出现。随着载荷的增加，主裂纹在缺口根部形成或由微裂纹合并而成，并开始在多孔结构内传播。裂纹沿着结构最薄弱处传播，并产生次生裂纹和裂纹桥。裂纹总的扩展方式还是 I 型断裂。根据试验 P －V 曲线特点，取最大载荷点对应的力与位移求解出铝泡沫的裂纹尖端临界张开位移的平均值为0.051 mm。%In practical applications,fracture properties and fracture toughness of porous metal foam for bearing are very important.Based on ASTMstandards,three-point bending of aluminum foam samples was used to determine I type fracture toughness.It is shown that the fracture of metal foam is brittle fracture.The deformation is localized in the thinnest regions of the cell walls surrounding the crack tip.With further loading, some cell walls existed fracture phenomenon and microcracks appear in the vicinity of the crack tip.With the increasing of load a main crack is initiated at the notch root or at the pre-crack by a coalescence of microcracks,and starts to propagate through the cell structure.The crack follows the weakest path through the structure and creates the secondary cracks and crack bridges.The main way of crack extension is I type fracture. According to the P -V curve characteristics,taking the force and displacement of the maximum load point to calculate the critical crack tip opening displacement,the average crack-tip opening displacement is 0.051mm.

摘要： 本文详细介绍了国家标准《金属材料钢构件断裂评估中裂纹尖端张开位移(CTOD)断裂韧性拘束损失修正方法》制定所参考的国内外相关研究工作,并对标准中相关核心内容及难点进行了解释,同时也指出了本次标准制定中的不足之处,待下次标准修订时进一步完善.

摘要： 本文详细介绍了国家标准《金属材料钢构件断裂评估中裂纹尖端张开位移(CTOD)断裂韧性拘束损失修正方法》制定所参考的国内外相关研究工作,并对标准中相关核心内容及难点进行了解释,同时也指出了本次标准制定中的不足之处,待下次标准修订时进一步完善.

摘要： 裂纹尖端张开位移(CTOD)作为评价焊接构件低温断裂韧度的有效方法广泛应用.本文基于BS EN ISO15653:2010《金属材料-焊缝准静态断裂韧度测定的试验方法》,针对超大厚度高强钢焊接接头的低温CTOD试验技术进行研究,突破该试验方法在研究超大厚度和超高强度焊接结构方面的局限,解决了超厚高强钢的低温断裂韧度评价问题.

摘要： 文章阐述了E36-D36钢断裂韧性和裂纹尖端张开位移的概念(CTOD),分析了影响CTOD的因素、离散性和CTOD试验的重要性.详细分析了CTOD试验方法所涉及的试验制备、试验过程和试验有效性检验的内容.研究了统计结果分析方法,对已有的结果资料,进行了离散性分析和统计分析.根据分析结果,得到了E36-D36钢断裂韧性分布规律.对抽样的数据进行统计分析，表明用FCAW方法焊接D36钢时焊缝和热影响区的CTOD值服从对数正态分布;用FCAW方法焊接E36钢时焊缝处CTOD值服从对数正态分布，热影响区处服从正态分布;用SAW方法焊接D36钢时焊缝和热影响区的CTOD值服从正态分布;用SAW方法焊接E36钢时焊缝和热影响区的CTOD值服从对数正态分布。用埋弧焊焊接D36钢得到的接头的质量比用FCAW方法要好;而E36钢则是用FCAW方法得到的接头质量较好。

摘要： 根据BS7448断裂韧度试验标准,分别对海洋管线用X65钢双焊炬自动焊焊接接头自然冷却和喷淋冷却的低温(5°C)裂纹尖端张开位移(CTOD)进行了测试.取尺寸为B×2B(B为试样厚度)、缺口方向为NP的试样进行三点弯曲试验,然后由所得到的焊缝和热影响区(HAZ)的P-V曲线来计算CTOD值,并对比自然空冷和喷淋冷却的焊接接头CTOD值,结果表明焊后喷淋对CTOD值没有显著影响.该试验结果为焊接方法、焊接规范参数和喷淋工艺参数的选择提供了重要依据.

摘要： 依据BS7448断裂韧度试验标准(ISO/TC164/SC4-N400)和DNV-OS-C401,低温下(-25°C)裂纹尖端张开位移(CTOD)试验被用于测试采用埋弧焊、埋弧焊加药芯焊二种焊接工艺所获得的海洋结构80mm厚E36板对接接头焊缝金属和热影响区的断裂韧度.本文探讨了-25°C低温服役条件下保证海洋结构大厚板焊接接头低温断裂韧性的焊接材料的选择原则,免除焊后热处理,为海洋平台厚板焊接施工建造提供科学依据.

摘要： 由于裂纹尖端张开位移(CTOD)的临界值确定存在难度,其作为评定海洋工程用钢断裂韧性的重要指标一直很受争议.针对这一问题,采用BS7910《金属结构缺陷可接受性评定方法指南》的失效评定曲线对海工用钢几个钢种的CTOD值进行评定.实验用钢是海工用钢EQ70(60mm),EQ70(38mm),EQ56(38mm)钢.首先得到材料CTOD值和应力-应变曲线,再结合BS7910的2B级评定方法得到海工用钢的CTOD的失效评定曲线(FAD).通过分析材料CTOD值在失效评定曲线图上所处的位置得出结论.判断得到三种钢的断裂韧度均满足要求.

摘要： 对特厚海洋结构钢S355G10+N埋弧焊(SAW)焊接接头进行了CTOD(裂纹尖端张开位移)试验和评定。结果表明(1)特厚海洋结构钢S355G10+N焊接接头韧性优良，表明焊接接头的材料具有足够的抵抗裂纹开裂和裂纹扩展的能力，所评价的焊接工艺可以直接用于建造海洋钢结构，而且由于所试验的焊接接头未经焊后热处理，因此用所评价的焊接工艺所建造的海洋钢结构可以免除焊后热处理。(2)焊接接头的不同部位具有不同的韧性：离熔合线2mm(母材一侧)(FL+2)韧性最好(均值为O．825mm)；熔合线位置(FL)韧性稍差(均值为0．672mm)；焊缝金属韧性最低(均值为O．553mm)，这个分布规律与以往文献所报道的不同，本文中进行了比较。(3)由于焊缝金属的断裂韧性比较低，建议在设计中应避免在这个区域出现高应力。

摘要： 对薄板等大变形试样进行材料的断裂韧度测量时，需要采用裂纹尖端张开位移（CTOD）或者裂纹尖端张开角度（CTOA）作为表征参量。国外已大量采用数字图像相关技术（DIC）对CTOD/CTOA 进行三维测量，本文介绍了国外这些研究的进展情况。

摘要： CTOD相关规范对于其允许值的描述,偏重于材料本身力学性能,一定程度上忽略了其服役环境因素,致使CTOD允许值偏于保守.本文通过自主开发软件对981项目EQ70(38mm)系列用钢进行缺陷评估,对结果进行验证,发现如果考虑环境因素,其保守度会有所降低.并基于SINTAP标准,对CTOD允许值进一步分析,得出了关于CTOD允许值的一个定量公式,为材料的验收和拒收提供了依据.

摘要： 本发明提供焊接结构钢，包括以重量计：0.01-0.2％的C、0.1-0.5％的Si、1.0-3.0％的Mn、0.01-0.1％的Ti、0.5-3.0％的Ni、0.0010-0.01％的B、0.003-0.006％的N、0.030％或更少的P、0.005-0.05％的Al、0.030％或更少的S、0.05％或更少的O、不可避免的杂质，以及余量的铁。其中Ti、O、N和B满足关系式0.2≤Ti/O≤0.5、2≤Ti/N≤5、5≤O/B≤10和0.7≤(Ti+4B)/O≤1.5。所述焊接结构钢的焊接接头包括组织分数为85％或更多的针状铁素体。在所述焊接接头中，TiO氧化物以0.5μm(微米)或更小的间距均匀分布在结构中，并且粒径范围为0.01-0.1μm。TiO氧化物的数量为1.0×10

摘要： 一种厚钢板，特征在于它具有用质量%表示的下列化学组成：C：0.04-0.14%，Si：0.4%或更少，Mn：1.0-2.0%，P：0.02%或更少，S：0.001-0.005%，Al：0.001-0.01%，Ti：0.005-0.03%，Nb：0.005-0.05%，Mg：0.0003-0.005%，O：0.001-0.005%，N：0.001-0.01%和余量：Fe和不可避免的杂质，包含由Mg和Al组成的氧化物且尺寸为0.01-0.5微米的TiN颗粒的存在量为10,000个/平方毫米或更多，含有0.3质量%或更多的Mn且尺寸为0.5-10微米的氧化物和硫化物复合材料颗粒的存在量为10个/平方毫米或更多。该钢板的屈服强度为460MPa或更高，在-10°C，HAZ的CTOD为0.2毫米或更大。

摘要： 本发明涉及材料性能检测方法，公开了一种脆性材料I型裂纹裂尖张开位移及裂纹扩展速度测量方法，包括如下步骤：A)制备有直切槽的试样(1)，在试样上喷印有点阵参考系，并标定至少两对测量点；B)对试样进行三点弯加载实验，利用数字图像测量装置测量各对位测量点处的裂尖张开位移量，以得出位移量时间变化曲线；C)根据试样规格和加载实验中对试样的载荷数据和应变数据得出试样的应力强度因子时间曲线得出加载率；D)结合位移量时间变化曲线，确定各对测量点的位移量的突增时间，以根据突增时间得出试样在该加载率下的动态裂纹扩展速度。本发明的脆性材料I型裂纹裂尖张开位移及裂纹扩展速度测量方法能够不受试样尺寸的影响且精度高。

摘要： 本发明提供焊接结构钢，包括以重量计：0.01-0.2％的C、0.1-0.5％的Si、1.0-3.0％的Mn、0.01-0.1％的Ti、0.5-3.0％的Ni、0.0010-0.01％的B、0.003-0.006％的N、0.030％或更少的P、0.005-0.05％的Al、0.030％或更少的S、0.05％或更少的O、不可避免的杂质，以及余量的铁。其中Ti、O、N和B满足关系式0.2≤Ti/O≤0.5、2≤Ti/N≤5、5≤O/B≤10和0.7≤(Ti+4B)/O≤1.5。所述焊接结构钢的焊接接头包括组织分数为85％或更多的针状铁素体。在所述焊接接头中，TiO氧化物以0.5μm(微米)或更小的间距均匀分布在结构中，并且粒径范围为0.01-0.1μm。TiO氧化物的数量为1.0×10

摘要： 本发明提供了一种金属断裂韧性裂纹尖端张开位移的检测方法，包括以下步骤：对待评估金属进行切割预处理，得到待测金属；对所述待测金属进行一次三点弯曲试验直至所述待测金属处于载荷最大值，得到一次待测金属；向所述一次待测金属的裂缝处进行一次固化液灌注处理，得到一次固化模；根据一次固化模确定一次表面裂纹尖端张开位移以及一次内部裂纹尖端张开位移。本发明的方法能够准确的测试出待评估金属的一次表面裂纹尖端张开位移和一次内部裂纹尖端张开位移，进而能够准确的评估待评估使用该金属制备得到的管道的断裂韧性，对工程应用有重要的指导意义。

摘要： 一种基于高温图像处理的裂纹尖端张开位移测量方法，属于工程材料、结构形变及力学实验技术领域。本发明的技术特点是通过对带预制裂纹的试件进行高温力学加载实验，通过配备滤波装置的摄像机拍摄试件表面的裂纹的扩展过程，以及通过对获取的图像采用边缘检测的方法对试件缺口裂纹进行定位检测并计算裂纹尖端的张开位移，从而获得材料在高温环境下的裂纹尖端张开位移(crack‑tip opening displacement,CTOD)。该方法通过图像处理技术直接计算裂纹尖端张开位移，与常规的通过应力‑位移曲线计算得到材料裂纹尖端张开位移的方法相比，该方法简单直接，可通过软件辅助计算直接得到结果，减少人为判断常规的应力‑位移曲线中的误差。

摘要： 本发明提供了一种金属断裂韧性裂纹尖端张开位移的检测方法，包括以下步骤：对待评估金属进行切割预处理，得到待测金属；对所述待测金属进行一次三点弯曲试验直至所述待测金属处于载荷最大值，得到一次待测金属；向所述一次待测金属的裂缝处进行一次固化液灌注处理，得到一次固化模；根据一次固化模确定一次表面裂纹尖端张开位移以及一次内部裂纹尖端张开位移。本发明的方法能够准确的测试出待评估金属的一次表面裂纹尖端张开位移和一次内部裂纹尖端张开位移，进而能够准确的评估待评估使用该金属制备得到的管道的断裂韧性，对工程应用有重要的指导意义。

摘要： 一种基于高温图像处理的裂纹尖端张开位移测量方法，属于工程材料、结构形变及力学实验技术领域。本发明的技术特点是通过对带预制裂纹的试件进行高温力学加载实验，通过配备滤波装置的摄像机拍摄试件表面的裂纹的扩展过程，以及通过对获取的图像采用边缘检测的方法对试件缺口裂纹进行定位检测并计算裂纹尖端的张开位移，从而获得材料在高温环境下的裂纹尖端张开位移(crack-tip opening displacement,CTOD)。该方法通过图像处理技术直接计算裂纹尖端张开位移，与常规的通过应力-位移曲线计算得到材料裂纹尖端张开位移的方法相比，该方法简单直接，可通过软件辅助计算直接得到结果，减少人为判断常规的应力-位移曲线中的误差。

摘要： 一种低温裂纹尖端张开位移试验装置，属于金属材料力学性能测试技术领域。包括弯曲施力辊架、辊芯一、低温槽和辊芯二；弯曲施力辊架上有4个V型槽，分为对称的内、外两组，辊芯一为2个，对称置于一组V型槽内，并通过弹簧连接弯曲施力辊架；低温槽中部有1个V型槽；辊芯二在低温槽中的V型槽内；弯曲施力辊架位于低温槽中V型槽上方居中位；辊芯二与辊芯一中间放置试样。优点在于，试验成本低、试验效率高。

摘要： 本实用新型提供一种裂纹尖端张开位移图像自动测量装置,包括图像采集机构、后台服务器、数据处理器和工业图像数据存储器，所述图像采集机构与所述后台服务器无线连接，所述后台服务器与所述数据处理器和工业图像数据存储器连接，所述数据处理器和工业图像数据存储器连接；所述图像采集机构包括拍摄支架和智能拍摄手机，所述智能拍摄手机设置在所述拍摄支架上，所述智能拍摄手机与所述后台服务器无线连接。通过设置拍摄支架和智能拍摄手机能够方便快速对金属材料进行拍摄，设置后台服务器、数据处理器和工业图像数据存储器能够对拍摄的图像进行无线传输、快速处理和数据存储，简化了处理过程，提高了处理效果和效率。