获得J-R曲线通过直接的方法

纳尔逊·阿尔瓦雷斯维拉,丹尼尔•阿基诺Francisco Aguera Victor Fierro恩里克Chomik和安东尼奥人工

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AZojomo (ISSN 1883 - 122 x) 2008年6月第4卷

主题

文摘

介绍

实验

机械性能

结果与讨论

结论

引用

详细联系方式

文摘

应用程序的直接方法是另一种标准化的方法确定J-R曲线。直接方法,J-R曲线得到的负载和载重线位移测量数据,而不同时测量裂纹长度。

摘要graphical-analytical直接方法而获得的测试结果根据ASTM E1820-05a标准进行。fractomechanical特性的分析是通过执行一个API 5 lx42钢。

关键字

韧性断裂,J-R曲线,直接的方法

介绍

J-R曲线显示应用J积分与裂纹扩展。不同阶段裂纹扩展可以小范围屈服与研究条件(SSY)。SSY,阻力取决于裂纹扩展,因此J-R曲线(J阻力)是一种材料属性。然而,过度的塑性时,裂纹扩展阻力变成标本大小和几何形状的函数。然而,J-R曲线测定仍然是一个主要的弹塑性断裂力学(EPFM)材料表征的过程。

不同标本几何可供测试。一个特定的J积分值被定义为_集成电路,它对应于稳定的扩展。测试包括标本的装载应用程序,开始稳定裂纹扩展,然后卸载当裂纹达到指定的长度。

标准方法与单试样需要同时记录负载,载重线位移和裂纹长度。在这个工作中,裂纹长度是由弹性柔量只测量一次技术比较一个graphical-analytical方法。

发展的直接方法很有趣,因为在测试期间没有裂纹长度的估计是必要的。除了它们适用于几乎所有的条件(例如,动态负载和/或激进的环境)。因此,他们非常有用当不能应用的标准化方法。

载荷分离的原则应用于直接方法,像正常化线性归一化[1]和[2]。然而,半经验直接归一化等方法时考虑方法不适用。

人工[3]开发了一种graphical-analytical技术确定J-R曲线。图1显示了基本的决定在一个P -δ曲线。这个过程有以下步骤:

1。韧性测试执行记录负荷(P)和载重线位移(δ)。

2。确定稳定的扩展(P₁,δ₁P -)曲线δ通过交叉弹性线外推法和最大负荷(P₂,δ₂)切线。最终确定裂纹长度测试时停止,和对应点(P₃,δ₃)。

3所示。裂纹长度对应的每个点P vs。δ使用指定的增长曲线计算法,例如,线性的。

4所示。评估每个P J积分_我和δ_我点。

这个过程被证明之前,产生类似的结果与标准方法和其他直接方法[4]。我们的目标是评估材料中裂纹的稳定增长出现分层和隧道。欧洲杯足球竞彩在这种情况下,材料不匹配有效欧洲杯足球竞彩性条件根据标准方法。本文应用graphical-analytical方法进行了探讨。

图1所示。图显示测量负载(P)和载重线位移(δ)。

实验

材料分析是一个中低电阻API 5 l x 42钢,在阿根廷用于天然气运输管道。标本提取9毫米的板厚度。表1显示了化学成分,由光谱分析。API规范实现,除了轻轻多余的碳含量。

金相试样准备了一个标准的过程。最终波兰与金刚石复合,0级,25米μ使用。硝酸浸蚀液4用于揭示微观结构的腐蚀剂。微观结构与标记条带ferrite-pearlite如图2所示。

表1。化学成分(重量%)。*最大的API值。

图2。Metalography显示黑色的珠光体和明亮的铁氧体。

机械性能

拉伸测试是在MTS 810试验机,据ASTM E8M-04。标本的尺寸是6 x 9毫米截面和25毫米的测量长度。测试结果被发表在表2。两个标本减少纹理方向平行(TGBL_1和TGBL_2),另外两个在90°从之前的取向(TGBT_1和TGBT_2)。

表2。拉伸试验结果。*最小值的API。

条带产生力学性能的变化与裂缝方向。此外,条带在断裂过程中主要负责分层机制。

影响测试执行根据ASTM E23-06标准20°C用日本岛津公司冲击试验机(300 J的能力)。夏比能量平均值184 J /厘米吗²。

韧性测试是根据ASTM E1820-05a,在MTS 810试验机。弯曲试样、SE (B)。试样尺寸如图3所示。标本被从一个盘子T-L裂纹平面取向。级是通过电火花加工。所有标本都疲劳precracked根据ASTM程序。测试包括在应用负载直到裂纹扩展达到目标长度。载重线位移控制信号,解决负载。载重线位移速度是1毫米/分钟。裂纹扩展,热着色后测试。

图3。长度都是毫米,角度。

图4显示了一个典型的SEM金相,获得测试韧性标本,分层的观察。

图4。SEM断口,标本FGB_1,显示出疲劳裂纹(A)

和稳定的传播与分层(B)。

结果与讨论

graphical-analytical方法应用于三个标本(名叫FGB_1 FGB_2和FGB_6),因此执行负载和载重线位移的分析(P -δ根据上面的介绍过程)记录。弹性柔度法(标准方法)只是用于标本FGB_5裂纹长度估计在测试。

相关的参数通过负载和载重线位移(P -δ)曲线和初始和最终裂纹长度被发表在表3。典型的负载和载重线位移测量显示在图5中。

表3。P-δ曲线参数

图5。典型的测试记录。

图6。J-R曲线比较。

线性裂纹扩展法是用于graphical-analytical方法,所以裂纹长度和负载(P_我,一个_我)对可以获得弹性柔量和graphical-analytical方法。因此,J积分的评价是可行的Δ一个_我。图6显示了J-R曲线给出的两种方法。

图7。隧道是观察。

标准方法有效性条件不满足,因为隧道是观察(图7)。通常,隧道通过侧槽控制,但在这种情况下隧道是耦合与分层厚度效应[5]。

耦合作用无效侧槽的改进。此外,它会影响P -δ曲线,我们可以假设裂纹增长相似的效果。在graphical-analytical方法,我们建议使用总载重线位移和裂纹长度之间的关系,因此,我们可以得到一个近似阻力曲线用于工程。此外,我们可以评估材料不符合ASTM有效性条件。欧洲杯足球竞彩

Graphical-analytical方法非常简单的假设,没有严格的有效性条件。我们选择一个线性裂纹扩展法,然后我们可以获得保守的结果(图6)。

这个近似似乎是适当的。例如,conventional开始撕裂韧性值,指定的J_0.2,类似如表4所列。

表4。结果撕裂的起始。*标准方法有效性条件不匹配,因为隧道。* *平均值。

结论

1。裂纹扩展阻力均通过SE (B)标本中提取从一个盘子T-L裂纹平面取向。

2。标准和graphical-analytical,两种方法显示类似的材料测试结果显示隧道和分层。

3所示。额外的研究C (T)标本需要设置graphical-analytical方法作为替代。还可以探索其他裂纹增长法律。

4所示。Graphical-analytical方法是特别有用,当标准方法是不可用的。

引用

1。J.D.兰德斯、z周k·李和r . Herrera杂志的测试和评估,19日(4)(1991),305 - 311。

2。既有里斯和K.H. Schwalbe牌、疲劳和工程材料的断裂和结构,欧洲杯足球竞彩16日(3)(1993),271 - 280。

3所示。自动跟踪人工,COTEQ 96(1996), 21 - 24日

4所示。n .阿尔瓦雷斯维拉诉Fierro f . Aguera jornada SAM / CONAMET-MEMAT 2005阿根廷马德普拉塔(2005)。

5。W。Guo , H.Dong, M.Lu, X.Zhao, International Journal of Pressure Vessels and Piping,79年(2002),403 - 412

详细联系方式

尼尔森·阿尔瓦雷斯维拉

CITEFA DEIMAT, de La Salle胡安·包4397 (B1603ALO),马特利别墅,Pcia。de Bs.As。,阿根廷。

大学de la滨Mercante (UdeMM-DICyT) Rivadavia 2258 (C1034ACO), Ciudad de Bs.As自治。,阿根廷。

电子邮件-(电子邮件保护)

丹尼尔·阿基诺

CITEFA DEIMAT, de La Salle胡安·包4397 (B1603ALO),马特利别墅,Pcia。de Bs.As。,阿根廷。

旧金山Aguera

CITEFA DEIMAT, de La Salle胡安·包4397 (B1603ALO),马特利别墅,Pcia。de Bs.As。,阿根廷。

大学de la滨Mercante (UdeMM-DICyT) Rivadavia 2258 (C1034ACO), Ciudad de Bs.As自治。,阿根廷。

恩里克Chomik

CNEA,CAC Casilla de Correo 8 - Sucursal 29 b(1429)自治Ciudad de Bs。作为。阿根廷。

维克多Fierro

CITEFA DEIMAT, de La Salle胡安·包4397 (B1603ALO),马特利别墅,Pcia。de Bs.As。,阿根廷。

大学de la滨Mercante (UdeMM-DICyT) Rivadavia 2258 (C1034ACO), Ciudad de Bs.As自治。,阿根廷。

安东尼奥人工

CNEA,CAC Casilla de Correo 8 - Sucursal 29 b(1429)自治Ciudad de Bs。作为。阿根廷。