13.4.5 试验数据的处理及表达
测得P-Δ曲线后，用数值积分法或求积法，求出P-Δ曲线下的面积A（见图13-27），精确到±2%，然后按选用的载荷标尺及位移标尺比例，将所测面积换算成能量。
图13-27 用于计算J值的面积
1.不带侧槽C（T）试样的J值计算
不带侧槽C（T）试样的J值按式（13-50）～式（13-54）计算。即
J=Je+Jp （13-50）
2.侧槽C（T）试样的J值计算
侧槽C（T）试样的J值按式（13-55）～式（13-57）计算。即
J=Je+Jp （13-55）
3.单试样法裂纹长度与试样有效弹性模量EM的计算
Up所需加载线的柔度，若无直接测量值，可按式（13-58）计算。即
单试样法裂纹长度按式（13-59）～式（13-60）计算。即
为考虑试验中各种不确定因素的影响，可按式（13-61）计算有效弹性模量。若EM与弹性模量E之差大于10%，则试验无效。
当C（T）试样在试验中产生很大的塑性变形时，为了精确估计裂纹扩展量，试样的弹性柔度和裂纹扩展量需要进行转动修正。
4.挑选合格的数据点
挑选合格的数据点时，采用幂函数
对试验点进行拟合。参加回归分析的数据点应位于规定的界限区内，且分布间隔应满足规定要求。挑选合格数据点的步骤如下：
1）合格数据区为左界线、右界线、上界线和Δa轴组成的封闭区，如图13-28所示。为得到合格数据区，首先在J-Δa图上作钝化线J=2σYSΔa，过Δa=0.15mm处作钝化线的平行线，得到合格数据区的左界线。过Jmax=b0σYS/15的点作Δa轴的平行线，得到合格数据区的上界线。按下述方法获得合格数据区的右界线：
图13-28 合格数据区的规定
①根据P-Δ曲线上载荷最大值Ps点，按相应公式计算出相应的裂纹扩展量Δa1及J积分值J1。
②在J-Δa图上过（Δa1，J1）作钝化线的平行线，得到合格数据区的右界线。右界线与Δa轴的交点，记为Δa∗，Δa∗应在0.6～1.5mm之间。
2）规定试验点的分布间隔，如图13-29所示，在区域A和区域B内应有一个数据点，其他的数据点可在合格数据区内任意分布。过Δa=0.25mm、Δa=0.75Δa∗作钝化线的平行线，它们分别与左界线、右界线构成A区和B区。
5.JR曲线处理
用最小二乘法对合格数据按式（13-62）进行线性回归。即
lnJ=lnC1+C2lnΔa （13-62）
在J-Δa图上过0.2mm处作钝化线的平行线。回归后所得JR曲线与偏置线的交点（见图13-28）暂定为JQ和ΔaQ。按式（13-63）和式（13-64）求解ΔaQ、JQ。即
J=2σFS（Δa-0.2） （13-63）
为求得JⅠc的暂定值JQ，还应对幂乘回归数据点进行有效性判断，判断方法如下：
1）过幂乘曲线与左界线、右界线的交点向Δa轴作垂线，垂线与Δa轴交点分别代表Δamin和Δamax，如图13-30所示，图中的斜线区域为有效数据区，凡落在Δamin和Δamax区间之外的数据点，即落在△tuv及△t′u′v′内的点均应舍弃；位于Jmax=b0σYS/15界线以上的数据点也应舍弃。
图13-29 试验数据点分布间隔的规定
图13-30 有效数据区的说明
2）在Δamin和Δamax与上界限Jmax之间，即图13-30阴影区内至少要有四个数据点，数据点的间隔应满足相关要求。若在回归分析中所用的数据点不满足该要求，则应采用符合本要求的数据点，重新进行回归分析计算求出新的JQ值。
6.JQ值的有效性判据
若JQ满足下列有效性判据，则JQ等于JⅠc。
1）试样厚度B大于25JQ/σYS。
2）试样初始韧带b0大于25JQ/σYS。
3）幂乘回归线在点（ΔaQ，JQ）处的斜率dJ/dΔa小于σYS。
4）在试验温度和加载速率下，试样没有呈现脆性解理断裂。
5）裂纹平直度满足以下要求：
①在断口上测量9个裂纹长度ai（i=1，…，9）与计算的裂纹长度a之差均小于7%。
②无侧槽试样或带侧槽试样在近表面（或近侧槽根部）的裂纹扩展量与试样中心（厚度1/2）处的裂纹扩展量之差小于0.02W。
6）在单试样法中，根据最终卸载线用柔度法（或其他方法）求出的裂纹扩展量与断口上测得平均裂纹扩展量应当一致，两者之差满足以下要求：
①当裂纹扩展量小于Δamax时，差值小于0.15Δa。
②当裂纹扩展量大于Δamax时，差值不大于0.15Δamax。
③有效模量EM与E之差不大于10%。