13.4.2  试样

13.4.2 试样

1.试样形状

采用紧凑拉伸C（T）试样进行J_R曲线测试，试样形状与尺寸如图13-24所示。标准试样的W/B为2；a₀/W为0.45～0.75，宜取0.6。

图13-24 销钉直径为0.24W时的紧凑拉伸试样

为获得有效的J_Ⅰc值，标准要求试样的初始韧带尺寸W-a₀、厚度B应大于25J_Ⅰc/σ_YS。

除W/B=2的标准试样外，还可采用W/B为其他值的试样，但应满足韧带尺寸和厚度大于25J_Ⅰc/σ_YS的要求。为确定试样尺寸，应预先估计材料的J_Ⅰc值。当无法估计材料的J_Ⅰc值时，建议中、低强度钢选用B=20mm的试样，铝、钛合金选用B=15mm的试样。对于单试样法，为了满足试样裂纹前缘平直度的要求，可采用带侧槽试样。但需要先预制疲劳裂纹，然后加工侧槽。侧槽的加工深度与材料有关，应通过试验确定。一般情况下，允许的最大侧槽深度（试样两侧侧槽的总深度）应小于原试样厚度的25%。侧槽夹角应不大于90°，侧槽根部半径应在0.2～0.6mm之间。

2.试样数量

采用多试样法时，每组至少制备7个试样，且预制裂纹长度应尽可能相同。采用单试样法，每组宜制备3个试样。缺口根部半径应小于或等于0.08mm。

3.疲劳预制裂纹

同一组试样预制疲劳裂纹的长度应尽量一致。疲劳引发裂纹时采用的最大疲劳载荷P_fmax应不大于用a₀计算的极限载荷的50%，若未引发出裂纹，则可适当提高P_fmax，一旦出现裂纹后，应及时将载荷调整至P_fmax不大于0.5P_L。

紧凑拉伸试样的极限载荷P_L的计算公式为

在疲劳裂纹扩展至最后0.7mm时，最大疲劳载荷应不大于0.4P_L，且疲劳载荷幅对应的应力强度因子范围与弹性模量之比ΔK/E应等于或小于0.005mm^1/2，取两者之中较小者。

紧凑拉伸试样的应力强调因子范围按式（13-43）计算。实际控制的最大疲劳载荷与预先选定的最大疲劳载荷的偏差应在±5%以内，最小疲劳载荷应不大于0.1P_fmax，使载荷幅P_fmax与P_fmin之差不小于0.9P_fmax。

疲劳预制裂纹的长度不小于a₀的5%，且不小于1.3mm。