GB/T 46774-2025 金属材料 高应变速率动态断裂韧度试验方法

　　ICS 77. 040. 10 CCS H 22

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 46774—2025

　　金属材料 高应变速率动态断裂韧度

　　试验方法

　　Metallicmaterials—Testmethod ofdynamic fracturetoughnessat

　　high strain rates

　　2025-12-02发布 2026-07-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 46774—2025

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　引言 Ⅳ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 符号和说明 1

　　5 原理 3

　　6 试样 3

　　7 试验设备 6

　　8 试验程序 9

　　9 试验结果的数值修约 18

　　10 试验报告 18

　　附录 A (资料性) 弹簧固紧式三点弯曲试验夹具 19

　　附录 B (资料性) 动态断裂韧度测量限位及脱离装置 20

　　B. 1 动态断裂韧度测量限位装置 20

　　B. 2 动态断裂韧度测量三点弯曲试验脱离装置 21

　　B. 3 动态断裂韧度测量紧凑拉伸试验脱离装置 22

　　附录 C (资料性) 动态断裂试验典型力-位移曲线及断口形貌 25

　　附录 D (资料性) 规则化法测定实时裂纹长度 27

　　D. 1 概述 27

　　D. 2 分析流程 27

　　参考文献 30

　　Ⅰ

　　GB/T 46774—2025

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由中国钢铁工业协会提出 。

　　本文件由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归 口 。

　　本文件起草单位 : 中国核动力研究设计院 、西南交通大学 、西北工业大学 、哈尔滨工程大学 、华东理工大学 、冶金工业信息标准研究院 、钢研纳克检测技术股份有限公司 、宝山钢铁股份有限公司 、中国工程物理研究院总体工程研究所 、中国海洋大学 。

　　本文件主要起草人 :李一磊 、罗家成 、包陈 、郭亚洲 、姚迪 、张显程 、薛启超 、乔红威 、侯慧宁 、高怡斐 、孙磊 、方健 、胡文军 、李朋洲 、崔光顺 、索涛 、徐建军 、温建锋 、王超营 、张显均 、董莉 、王艳江 、闫晓 、杜志鹏 、李荣锋 、郭昊添 、彭亮 、郭碧城 、熊夫睿 、吴国辉 、白晓明 、崔洪芝 。

　　Ⅲ

　　GB/T 46774—2025

　　引 言

　　研究表明(参考文献[5] ~ [7]) ,材料的动态韧脆转变特性与材料试验中的试样构型 、试样尺寸 、裂纹长度等几何约束存在明显的关系 。 由于夏比试样的尺寸效应 ,通过较小试样所测的韧脆转变特性存在韧性 “虚高 ”的假象 , 同时也不能反映材料在紧凑拉伸等约束条件及恒速加载下的动态断裂性能 。 为全面了解材料的动态断裂性能 ,为工程用钢的选择提供更为可靠的材料评价方法 ,编制本文件 。

　　采用符合规范要求的试验设备可获得金属材料预制裂纹断裂试样在不同恒定加载速率动态加载条件下的力 、位移 、加载速率的关系 。通过不同加载速率试验中的加载力-位移曲线并结合断面分析 ,能获得材料在该约束条件下的韧脆转变过程 , 以及试验中的吸收能量 。通过测量材料在动态断裂试验中的吸收能量 ,用以评价材料的动态断裂性能 ,为工程结构用钢的选择提供材料评价方法 。此外 ,测量材料的动态断裂韧度 ,能为工程结构在冲击下的启裂评定提供材料参数 。

　　本试验方法是在 GB/T 38769基础上进行的扩展 ,将试验方法扩展到了紧凑拉伸试样 , 同时试样尺寸的可选择性使得有效性判据能在大尺寸试样试验中得到满足 。

　　Ⅳ

　　GB/T 46774—2025

　　金属材料 高应变速率动态断裂韧度

　　试验方法

　　1 范围

　　本文件规定了金属材料高应变速率动态断裂韧度试验方法的原理 、试样 、试验设备 、试验程序 、试验结果的数值修约和试验报告 。

　　本文件适用于高应变速率(应力强度因子变化速率大于 3 MPa · m1/2s-1 ) 下金属材料动态断裂韧度的测定 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件 。

　　GB/T 3808 摆锤式冲击试验机的检验

　　GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定

　　GB/T 19748 金属材料 夏比 V 型缺口摆锤冲击试验 仪器化试验方法

　　GB/T 20832 金属材料 试样轴线相对于产品织构的标识

　　GB/T 21143—2025 金属材料 准静态断裂韧度的统一试验方法

　　JJF 1445 落锤式冲击试验机校准规范

　　3 术语和定义

　　GB/T 21143—2025界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　动态断裂吸收能量 dynamic fractureabsorbed energy

　　Es

　　含裂纹试样在动态加载过程中吸收的能量 , 由力-位移所围成的面积计算得到 。

　　3.2

　　脆性启裂时长 brittle initiation time

　　tm

　　用于计算 dK/dt的试验时间 , 即载荷开始上升到脆性断裂的时间 。

　　3.3

　　动态断裂韧度 dynamic fracture toughness

　　KId ,JId

　　动态加载下与材料临界启裂相关的 K 因子或J积分 。

　　4 符号和说明

　　本文件采用的符号和说明见表 1。

　　1

　　GB/T 46774—2025

　　表 1 符号和说明

　　符号

　　说明

　　单位

　　a

　　名义裂纹长度

　　mm

　　abi

　　钝化修正的裂纹长度

　　mm

　　af

　　终止裂纹长度(af= a0 +Δa)

　　mm

　　ai

　　即时裂纹长度

　　mm

　　a0

　　初始裂纹长度

　　mm

　　Δa

　　包括钝化区的稳定裂纹扩展量

　　mm

　　Δamax

　　J 控制的裂纹扩展极限

　　mm

　　B

　　试样厚度

　　mm

　　BN

　　两侧槽之间的试样净厚度

　　mm

　　C

　　试样的弹性柔度

　　m/N

　　E

　　试验温度下的弹性模量

　　GPa

　　Es

　　动态断裂吸收能量

　　J

　　dε/dt

　　应变速率

　　- 1 s

　　F

　　施加的力

　　kN

　　Fcd

　　当出现图 6所示不稳定裂纹扩展时所施加的力

　　kN

　　Fd

　　力-位移曲线中割线与记录曲线交点的力

　　kN

　　Ff

　　预制疲劳裂纹时的最大力

　　kN

　　Fgy

　　屈服力

　　kN

　　Fk

　　移动平均平滑处理后的力或位移数据

　　kN或 mm

　　FN

　　规则化载荷

　　kN

　　Fm

　　最大力

　　kN

　　FQ

　　用于计算 KQ 的力值

　　kN

　　η

　　规则化法测定实时裂纹长度中的塑性因子

　　—

　　J

　　J 积分的试验当量 ,相当于 J 积 分 ,用 于 表 征 不 可 忽 略 的 裂 纹 尖 端 塑 性 变 形 条件下的断裂韧度

　　kJ/m2

　　Jd

　　动态 J 积分

　　kJ/m2

　　dJd/dt

　　动态 J 积分变化速率

　　kJ/m2 s- 1

　　JId

　　动态断裂韧度 ,动态加载下平面应变断裂临界 J 积分

　　kJ/m2

　　JQd

　　JId的条件值

　　kJ/m2

　　Jd, max

　　J-R 材料特性的极限值

　　kJ/m2

　　Kd

　　动态应力强度因子

　　MPa · m1/2

　　dKd/dt

　　动态应力强度因子的变化速率

　　MPa · m1/2 s- 1

　　KId

　　动态断裂韧度 ,动态加载下平面应变断裂临界应力强度因子

　　MPa · m1/2

　　KQd

　　KId的条件值

　　MPa · m1/2

　　2

　　GB/T 46774—2025

　　表 1 符号和说明 (续)

　　符号

　　说明

　　单位

　　υ

　　泊松比

　　—

　　q

　　施力点位移

　　mm

　　qf

　　试样完全断裂时的加载线位移

　　mm

　　Rmd

　　材料动态抗拉强度

　　MPa

　　Rp

　　准静态应变速率下的屈服强度

　　MPa

　　Rpd

　　材料动态加载下的屈服强度

　　MPa

　　S

　　跨距

　　mm

　　TF

　　平滑处理周期

　　—

　　tf

　　小尺寸屈服时至断裂时刻所需的时间

　　s

　　tm

　　脆性启裂时长

　　s

　　U

　　加载功 ,力和施力点位移曲线下的面积

　　J

　　Up

　　U 的塑性分量

　　J

　　W

　　试样宽度

　　mm

　　xk

　　待处理力或位移原始记录数据

　　—

　　注 : 除非特别说明 ,所列举的各参数符号的数值均为试验温度下的测量或计算值 。

　　5 原理

　　在规定的温度下 ,对预制裂纹试样进行动态加载直至试样完全断裂 ,获得试验中力 、位移随时间变化的曲线 ,对力-位移曲线进行数据处理 ,获得试样在特定约束下的动态断裂吸收能量 , 以评价材料的动态断裂性能 ;或对预制裂纹试样进行动态加载至一定裂纹扩展量 ,测量材料的动态断裂阻力曲线 、临界动态断裂韧度等 。

　　6 试样

　　6. 1 试样形状和尺寸

　　6. 1. 1 试样宜采用图 1所示的紧凑拉伸试样或图 2所示的三点弯曲试样 。

　　6. 1.2 在试验机载荷量程及夹具夹持能力允许的前提下 , 为满足 8. 6. 2. 4 和 8. 6. 3. 4. 3 给出的试样有效性判定条件 ,试样厚度宜尽量接近被测构件的原始厚度 。

　　3

　　GB/T 46774—2025

　　注 1: h= 0. 275W ±0. 005W 或 0. 375W ±0. 005W 。

　　注 2: 引发裂纹缺口尖端的纵切面(A面)与试样左右两端面保持等间距且距离之差在 0. 005W 以内 。

　　注 3: 0. 8≤W/B≤4. 0(一般取 W/B= 2) 。

　　注 4: 0. 45≤a/W ≤0. 7。

　　注 5: 裂纹尺寸(a/W)与材料的动态韧-脆转变特性具有强相关性 ,裂纹尺寸越大材料冲击脆化速率越低 。

　　注 6: 表面粗糙度 Ra 单位为微米(μm) 。

　　图 1 紧凑拉伸试样

　　4

　　GB/T 46774—2025

　　注 1: 引发裂纹缺口尖端的纵切面(A面)与试样左右两端面保持等间距且距离之差在 0. 005W 以内 。

　　注 2: 1. 00≤W/B≤4. 0(一般取 W/B= 2) 。

　　注 3: 0. 45≤a/W ≤0. 7。

　　注 4: 裂纹尺寸(a/W)对材料的动态韧-脆特性具有强相关性 ,裂纹尺寸越大材料冲击脆化速率越低 。

　　注 5: 表面粗糙度 Ra 单位为微米(μm) 。

　　图 2 三点弯曲试样

　　6.2 试样侧槽

　　6.2. 1 本试验 的 试 样 可 为 无 侧 槽 试 样 或 开 侧 槽 试 样 。 试 样 厚 度 两 侧 开 对 称 侧 槽 , 两 侧 槽 应 深 度 相等 ,侧槽角度为 30°~ 90°(含 30°、90°) ,底部半径为(0. 4±0. 2) mm。侧槽深度 B-BN 不应超过0. 2B, 除了特殊的情况外 ,应在预制疲劳裂纹后开侧槽 。

　　注 : 对于一些材料 ,为了协助预制疲劳裂纹 ,在预制疲劳裂纹前开一个浅侧槽(低于全尺寸 的 5%) 是 允 许 的 。 预 制完疲劳裂纹 ,再将浅侧槽开到全深度尺寸 。

　　6.2.2 推荐奥氏体钢的侧槽角度为 90°, 因为在试样背面 产 生 的 较 大 位 移 , 可 能 导 致 侧 槽 部 分 或 完 全闭合 。

　　6.3 试样制备

　　6.3. 1 原始状态试样应从最终热处理状态和(或)机械加工状态下的材料上截取 。

　　6.3.2 服役状态试样应从服役状态下的结构上截取 。

　　6.3.3 在机械加工之前确定裂纹平面取向 ,应与 GB/T 20832标识一致 , 同时要记录试样和材料的其他信息 。

　　6.3.4 机械加工参照 GB/T 21143—2025 中第 5 章的要求 。

　　注 1: 当试样不能从其最终热处理状态下截取时 ,最终热处理能在机械加工后满足了试样的尺寸 、公差 、形状和表面

　　光洁度要求时 ,并充分考虑了由于特殊的热处理(如钢的水淬)而带来的试样尺寸变化等影响后进行 。

　　注 2: 残余应力可能影响准静态断裂韧度的测量 。 当试样从具有明显残余应力的区域截取时 ,影响是显著的 。如焊接件 、形状复杂的型钢(如热模锻 、阶 段 式 挤 压 、铸 造) 等 , 它 们 不 可 能 完 全 释 放 应 力 或 有 局 部 感 应 残 余 应 力 。从有残余应力的产品上截取的试样可能也有残余应力 。在试样的截取过程中可能部分释放 或 重 新 分 配 残 余应力 ,残余应力的存在仍然可能影响试验数据 。残余应力需叠加到外加应力上 ,作用于裂纹尖端应力场 , 明显不同于仅外加力或位移 。试样机械加工中的变形 ,试样几何形状的依赖性及在预制疲劳裂纹过程中的不规则裂纹扩展(如裂纹前缘过度弯曲或偏离扩展平面)经常是受残余应力的影响所致 。在外加力 为 零 时 的 缺 口 张

　　5

　　GB/T 46774—2025

　　开位移(裂纹闭合效应)表征残余应力的存在 ,并可能影响随后的断裂韧度测定 。在 GB/T 28896 中描述了焊接试样处理残余应力的方法 。

　　注 3: 断裂韧度值与机械加工的主变形方向 、各向异性(晶粒流变) 、裂纹平面取向和裂纹扩展方向有关 。

　　7 试验设备

　　7. 1 试验机

　　7. 1. 1 摆锤式冲击试验机和落锤式冲击试验机通常用于测量三点弯曲试样的动态断裂韧度 ,也可用于测量紧凑拉伸试样的动态断裂韧度 ;液压伺服型高速材料试验机常用于测量紧凑拉伸和三点弯曲试样的动态断裂韧度 。

　　注 : 摆锤式及落锤式冲击试验机在中低加载速率下会出现试验过程中的锤刃/落锤速率显著降低 ,需注意试验中仪器化试验设备输出的锤刃/落锤速率变化曲线 。

　　7. 1.2 按照 GB/T 19748规定设计的仪器化夏比摆锤冲击试验机 ,通过摆锤释放位置的变化改变试验机的打击速率 。仪器化摆锤式冲击试验机可提供试验中的加载力-施力点位移关系曲线和锤刃速率变化曲线 ,试验机砧座可安装 7. 2 中所规定的试验夹具 。摆锤式冲击试验机的仪器化与校准程序应符合GB/T 3808的要求 。

　　7. 1.3 仪器化落锤式冲击试验机可提供试验中的力-位移曲线和落锤速率变化曲线 ,试验机砧座可安装

　　7. 2 中所规定的试验夹具 。落锤式冲击试验机的仪器化与校准程序应符合 JJF 1445的要求 。

　　7. 1.4 液 压 伺 服 型 高 速 材 料 试 验 机 宜 具 备 在 0. 001 m/s~ 20 m/s 加 载 速 率 下 皆 保 持 恒 速 加 载 的能力[2] 。

　　7.2 试验夹具

　　7.2. 1 三点弯曲试样的试验夹具的设计宜参照 GB/T 21143—2025,在加载过程中支承辊可 自 由 向外移动(见图 3) ,并 保 持 整 个 试 验 过 程 中 辊 的 接 触 , 以 减 少 摩 擦 力 的 影 响 。 支 承 辊 的 直 径 应 为 W/2~ W ,两辊及上压头与试样的接触面应互相平行 ,且平行度达到 ±0. 002W 。试验装置和辊的硬度不小于40 HRC或试样硬度 ,取其大者 。加载装置受力面的屈服强度不应小于 1 000 MPa。 附录 A 提供一种弹簧固紧式三点弯曲试验夹具供参考 。

　　7.2.2 紧凑拉伸试样的试验夹具宜参照 GB/T 21143—2025推荐的平底加载销孔 U形钩(图 4)或圆底加载销孔 U形钩(图 5)进行设计 。试验夹具与试验机夹头应刚性固定 ,应保证试验过程中试验夹具与试验机作动器以相同的速率运动 。U形钩和加载销的硬度不小于 40 HRC或试样硬度 ,取其大者 。试验夹具受力面和销钉的屈服强度不应小于 1 000 MPa。

　　6

　　GB/T 46774—2025

　　标引序号说明 :

　　1— 辊 ;

　　2— 橡皮筋或弹簧 ;

　　3— 固定橡皮筋或弹簧的箍 。

　　注 : 表面粗糙度 Ra 单位为微米(μm) 。

　　图 3 三点弯曲试样试验夹具

　　7

　　GB/T 46774—2025

　　对于大位移量的试样 ,U 型钩销孔的直径应放大到括号内的尺寸 。

　　注 1: 加载销的直径= 0. 24W-0(0).005W 或 0. 18W-0(0).005W (对于小尺寸销钉孔试样) 。

　　注 2: 表面粗糙度 Ra 单位为 μm。

　　图 4 紧凑拉伸试样试验夹具(平底型)

　　8

　　GB/T 46774—2025

　　注 2: U 型钩和加载销的硬度不小于 40 HRC或试样硬度 ,取其大者 。

　　注 3: 表面粗糙度 Ra 单位为微米(μm) 。

　　注 1: 加载销的直径= 0. 24W-0(0).005W 或 0. 18W-0(0).005W (对于小尺寸销钉孔试样) 。

　　图 5 紧凑拉伸试样试验夹具(圆底型)

　　7.2.3 动态断裂韧度测量限位及脱离装置见附录 B。

　　注 : 高应变速率动态断裂试验中 ,试验加载装置在试验过程中不能中途停止 ,为获得延性试样在设定约束下的动态断裂阻力曲线及临界 动 态 断 裂 韧 度 , 需 采 用 限 位 或 脱 离 装 置 , 使 得 试 样 以 设 定 速 率 加 载 直 至 一 定 裂 纹 扩 展量 ,试样与加载装置脱离 ,从而获得 Up 和裂纹扩展量之间的对应关系 。

　　8 试验程序

　　8. 1 一般要求

　　8. 1. 1 试验一般在室温下进行 ,其他温度下的试验可参考本文件 。

　　8. 1.2 对于三点弯曲试样 ,加载线与试验夹具两辊轴线的间距应相等 ,且距离之差应小于两辊间距的1% 。跨距 S 应为 4W ±1% 。试验夹具两辊的轴线保持相互平行 ,且偏差在 ±1°以内 。试样的放置位

　　9

　　GB/T 46774—2025

　　置 ,应使裂纹顶端位于两辊正中 , 同时试样应与支承辊垂直 ,偏差在 ±2°以内 。

　　8. 1.3 对于紧凑拉伸 试 样 , U 形 钩 夹 具 的 同 轴 度 应 达 到 0. 5 mm , 试 样 应 位 于 加 载 销 的 中 心 , 偏 差 在1 mm 以内 。

　　8. 1.4 同一试验加载速率下的试样数量不应少于 3个 。

　　8.2 预制疲劳裂纹

　　8.2. 1 用于动态断裂韧度试验的试样应预制疲劳裂纹 。

　　8.2.2 预制疲劳裂纹在室温下进行 。

　　8.2.3 预制疲劳裂纹应在试样完成制备后进行 ,在整个预制疲劳裂纹过程中最大疲劳裂纹预制力应准确至 ±2. 5% 。疲劳过程 中 的 应 力 比 应 在 0~ 0. 1 之 间 , 为 加 快 裂 纹 萌 生 , 可 在 初 始 的 若 干 周 次 使 用

　　-1. 0 的应力比 。

　　8.2.4 预制疲劳裂纹的装置应仔细地对中以保证施加的力在整个试样厚度上一致 ,相对于预期的裂纹平面对称地分布 。

　　8.2.5 对于三点弯曲试样 ,在最后的 1. 3 mm 或 50%的预裂纹扩展量取其较小值时的最大预制疲劳裂纹载荷应取公式(1)和公式(2)结果的低值 。

　　Ff Rp … … … … … … … … … …

　　Ff = ξ× E

　　式中 :

　　ξ= 1. 6× 10-4 m1/2 ;

　　8.2.6 对于紧凑拉伸试样 ,在最后的 1. 3 mm 或 50%的预裂纹扩展量取其较小值时的最大预制疲劳裂纹载荷应取公式(3)和公式(4)结果的低值 。

　　Ff Rp … … … … … … … … … …

　　Ff = ξ× E

　　式中 :

　　ξ= 1. 6× 10-4 m1/2 ;

　　8.3 试验速率

　　8.3. 1 三点弯曲动态断裂试验中 ,加载辊自接触三点弯曲试样直至试验加载终止 ,试验中的加载速率宜保持基本稳定 。

　　8.3.2 紧凑拉伸动态断裂试验中 , 自试验开始至试验加载终止 ,试验中的加载速率宜保持基本稳定 。

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　　GB/T 46774—2025

　　8.3.3 试验中应力强度因子速率应大于 3 MPa · m1/2s- 1 。

　　注 : 满足 GB/T 229的夏比冲击试验 ,在冲击速度 5 m/s 的条件下 ,能提供约 105 MPam1/2s- 1 的动态应力强度因子的变化速率[8] 。

　　8.4 试验终止

　　8.4. 1 动态断裂吸收能量测量试验中 , 当试样完全断裂时 ,试验视为终止 。

　　8.4.2 动态应力强度因子测定试验中 ,试样在设定速率下加载至试样断裂 ,试验视为终止 。

　　8.4.3 Jd 阻力曲线和临界动态断裂韧度 JId 的测定试验中 ,试样加载至设定裂纹扩展量且与加载夹具脱离 ,试验视为终止 。

　　8.5 数据处理

　　8.5. 1 裂纹尖端等效应变速率估算

　　裂纹尖端的等效应变速率由公式(5)估算[4] 。

　　= … … … … … … … … … … ( 5 )

　　式中 :

　　Rp— 试验温度和准静态加载下的屈服强度 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　E — 试验温度和准静态加载下的杨氏弹性模量 ,单位为吉帕(GPa) ;

　　tf — 小尺寸屈服时至断裂时刻所需的时间 ,或当材料发生显著弹塑性变形时 ,力-时间关系曲线上初始线性段的时间间隔 ,具体如图 6所示 ,单位为秒(s) 。

　　a) 线弹性断裂 b) 弹塑性非稳定断裂(Δa<0.2 mm)以及

　　弹塑性非稳定断裂[0.2 mm≤Δa≤0. 15(W -a0 )]

　　图 6 tf 的示意图

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　　GB/T 46774—2025

　　c) 弹塑性非稳定断裂[Δa>0. 15(W -a0 )] d) 弹塑性稳定扩展标引符号说明 :

　　X — 时间 ;

　　Y — 力 。

　　图 6 tf的示意图 (续)

　　8.5.2 力-位移曲线的平滑处理

　　对于力-位移曲线出现明显波动的情形 ,宜采用移动平均算法对力-位移曲线进行平滑处理 , 即按公式(6)分别对力 、位移数据进行处理 。

　　Fk xk-i+1 … … … … … … … … … … ( 6 )

　　式中 :

　　TF— 平滑处理周期 ,根据实际平滑效果灵活确定 ;

　　Fk— 移动平均平滑处理后的力或位移数据 。

　　xk— 待处理力或位移原始记录数据 ,k= 1,2, … ,n;

　　典型的力-位移曲线见附录 C。

　　8.6 Es、KId和 JId的测定

　　8.6. 1 动态断裂收能量 Es的测定

　　对平滑处理后的力-位移曲线按公式(7)进行计算得到试样的动态断裂吸收能量 Es。

　　Es Fdq … … … … … … … … … … ( 7 )

　　式中 :

　　qf— 试样完全断裂时的加载线位移 。

　　注 : 材料的动态断裂吸收能量与试样的约束状态存在 直 接 关 系 ,试 样 尺 寸 、裂 纹 尺 寸 、外 部 约 束 形 式 都 会 改 变 材 料的动态韧-脆转变特性 ,进而影响材料的动态断裂吸收能量大小 。

　　8.6.2 动态断裂韧度 KId的测定

　　8.6.2. 1 概述

　　对于发生脆性断裂的情形 ,可按照本节测定其条件动态断裂韧度 KQd,并通过有效性判定是否为临

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　　GB/T 46774—2025

　　界动态断裂韧度 KId。

　　8.6.2.2 临界载荷 FQ 的确定

　　8.6.2.2. 1 将试验载荷-位移曲线进行移动平均平滑处理 ,得到平滑的载荷-位移曲线 。

　　8.6.2.2.2 如图 7所示 ,从原点作直线 OFd,该直线的斜率比记录曲线的线性部分 OA 的斜率低 ΔF/F倍 。ΔF/F 的值应满足下述要求 :

　　b(a))) 对于紧凑拉伸试样(对于三点弯曲试样) ,,Δ(Δ)F(F)/(/)F(F)0(0)..05(04);。

　　8.6.22(图).3(7)中记(的)录(Ⅰ)试(型)样(和)所(Ⅱ)能(型)承(曲)受(线)的F最(d)大(之)力(前)的Fa(见图 7(力是 F))Q,并,图计7算(中)F(的)m/F(型)。线如F比(d)超(FQ)过。1. 1,应按 8. 6. 3 计

　　算 Jd 。如比值小于 1. 1,KQd应按 8. 6. 2. 3 直接计算 。

　　标引符号说明 :

　　X — 载荷线位移(q) ;

　　Y — 力(F) 。

　　注 : 原点 O 不一定是载荷与位移轴的交点处,点 O 位于记录的初始线性段的最佳拟合线与位移轴的交点处 。

　　图 7 FQ 的确定

　　8.6.2.3 KQd的计算

　　三点弯曲试样的 KQd按公式(8)计算 。

　　KQd

　　式中 :

　　S— 跨距 ,见图 3。

　　紧凑拉伸试样的 KQd按公式(9)计算 。

　　KQd

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　　GB/T 46774—2025

　　式中 :

　　8.6.2.4 KId的有效性判定

　　测定材料在动态加载下的屈服强度 Rpd的拉伸试验应变速率应接近根据 8. 5. 1 估算的材料裂纹尖端等效应变速率 。如满足公式(10)条件 ,则 KQd即为满足有效性条件的临界动态断裂韧度 KId。

　　式中 :

　　KQd —KId的条件值 ,单位为兆帕米的二分之一次方(MPa · m1/2) ;

　　Rpd — 材料动态加载下的屈服强度 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　a0 — 初始裂纹长度 ,单位为米(m) ;

　　B — 试样厚度 ,单位为米(m) ;

　　(W -a0 ) — 试样宽度与初始裂纹长度之差 ,单位为米(m) 。

　　8.6.2.5 dKd/dt的测定

　　绘制载荷 F 随时间 t变化的曲线 。如图 8所示 ,对最符合线性规律的 F-t数据进行线性拟合 ,延伸该线性拟合直线 ,取直线与横坐标轴交点到临界载荷 FQ所对应横坐标之间的时间增量为脆性启裂时长tm (见图 8) ,则 dKd/dt按公式(11)计算 。

　　… … … … … … … … … … ( 11 )

　　图 8 tm 的确定

　　注 : 最符合线性规律线性拟合中的 R2不小于 0. 9。

　　8.6.3 Jd 阻力曲线和临界动态断裂韧度 JId的测定

　　8.6.3. 1 概述

　　对于发生延性裂纹扩展的情形 ,可按照 8. 6. 3测定其 Jd 阻力曲线和条件动态断裂韧度 JQd,并通过有效性判定是否为临界动态断裂韧度 JId 。试验加载过程中的实时裂纹长度可参照附录 D推荐的规则化法确定 。

　　14

　　GB/T 46774—2025

　　8.6.3.2 J 的计算

　　对于三点弯曲试样 ,J 按公式(12)和公式(13)计算 。

　　J Jp … … … … … … ( 12 )

　　Jp

　　式中 :

　　η(i) = 1. 9,γ(i) =0. 9;

　　ΔUp(i) 由公式(14)计算 。

　　式中 :

　　C(i) — 试样基于裂纹长度 ab(i) 的加载线弹性柔度系数 。

　　对于紧凑拉伸试样 ,J 按公式(15)和公式(16)计算 。

　　J Jp … … … … … …

　　Jp

　　式中 :

　　η(i) = 2+0. 522ç1- ),÷ ;

　　γ(i) = 1+0. 76ç1- ),÷ ;

　　ç(2+a(i) )÷ éê0. 886+4. 64a(i) - 13. 32ç(a(i) )÷ 2 +14. 72ç(a(i) )÷ 3 - 5. 6ç(a(i) )÷ 4 ùú

　　(a(i) ) è W ,êL W è W , è W , è W , 」ú

　　g2 çè W ,÷ = ç(1-a(i) )÷ 1.5 。

　　è W ,

　　ΔUp(i) 由公式(14)计算 ,其中 ,柔度系数 C(i) 由公式(17)计算 。

　　êé2. 163+12. 219ç(a(i) )÷ - 20. 065ç(a(i) )÷ 2 - 0. 9925ç(a(i) )÷ 3 ùú

　　C(i) = ç),÷ 2 êL+ 20.609ç,)÷ W- 9, 931 4çW(a)(i , è W , 」ú

　　… … … … … … … … … … ( 17 )

　　8.6.3.3 Jd 阻力曲线

　　8.6.3.3. 1 Jd与 Δa 的断裂阻力曲线由 8. 6. 3. 2得到的数据点组成(见图 9) 。

　　8.6.3.3.2 过 Δa最大数据点作钝化线的平行线与横坐标轴交于一点,此点的横坐标值定义为 Δamax。 Δamax应满足公式(18) 。

　　15

　　GB/T 46774—2025

　　0. 5 ≤ Δamax ≤ 0. 25(W - a0 ) ( 18 )

　　钝化线方程见公式(19) 。

　　Jd = 3. 75RmdΔa … … … … … … … … … … ( 19 )

　　式中 :

　　Rmd— 动态抗拉强度 。

　　过 Δamax作钝化线的平行线定义为有效裂纹扩展量的右边界线 。

　　标引符号说明 :

　　X — 裂纹扩展量(Δa) ,单位为毫米(mm) ;

　　Y — 断裂阻力(J) ,单位为千焦每平方米(kJ/m2 ) ;

　　× — 试验数据 。

　　至少需 6个数据点 。每一个裂纹长度区间应至少包含一个数据点 。

　　a 钝化线 。

　　b 拟合曲线 。

　　c 左 、右边界线 。

　　d 不同的裂纹长度区间 。

　　图 9 测定 Jd 阻力曲线的数据点分布

　　8.6.3.3.3 过 Δa =0. 1 mm(见图 9)处作钝化线的平行线定义为有效裂纹扩展量的左边界线 。

　　8.6.3.3.4 至少需 6个数据点定义 Jd 阻力曲线 。拟合 Jd 曲线时 ,在 4 个等间距的裂纹扩展区内 ,每个区域应至少有一个数据 点,如 图 9 所 示 。 对 0. 1 mm 和 Δamax 边 界 线 之 间 的 数 据 点 按 公 式(20) 进 行拟合 。

　　Jd = α+βΔaγ … … … … … … … … … … ( 20 )

　　式中 α 和 β≥0, 0≤γ≤1。

　　注 : 估算 α、β和 γ 常数的方法见 GB/T 21143—2025的附录 M。

　　8.6.3.3.5 在估算材料裂纹尖端应变速率后 ,可开展材料在该应变速率下的拉伸试验 ,获得该材料动态加载下的屈服强度 Rpd和动态抗拉 强 度 Rmd, 以 计 算 材 料 Jd, max 。 每 个 试 样 的 Jd, max按 公 式(21) 、公 式(22)和公式(23)计算 ,取其中的最小值 。

　　Jd, max =a … … … … … … … … … … ( 21 )

　　16

　　GB/T 46774—2025

　　Jd, max = B … … … … … … … … … … ( 22 )

　　Jd, max = (W - a0 ) … … … … … … … … … … ( 23 )

　　按照上式计算的最小 Jd, max作 Jd-Δa 阻力曲线的上边界线 。

　　8.6.3.4 JId的测定和判定

　　8.6.3.4. 1 按照 8. 6. 3. 3 绘制拟合 Jd 阻力曲线 ,应在 0. 1 mm 和 0. 3 mm 钝化线偏置线之间至少有一个数据点,在 0. 1 mm 和 0. 5 mm 钝化线偏置线之间应至少有两个数据点(见图 10) 。按照公式(20) 拟合的曲线应至少包括 6个数据点 。

　　8.6.3.4. 2 在 图 10上 偏 置 0. 2 mm 处 作 钝 化 线 的 平 行 线 。 拟 合 曲 线 与 0. 2 mm 偏 置 线 的 交 点 定 义为 JQd。

　　标引符号说明 :

　　X — 裂纹扩展量(Δa) ,单位为毫米(mm) ;

　　Y — 断裂阻力(J) ;

　　× — 试验数据 。

　　要求至少 6个数据点 。

　　a 钝化线 。

　　b 应至少一个点 。

　　c 应至少两个点 。

　　d 按照图 9 的数据分布区域 。

　　图 10 测定 JQd的数据点分布

　　8.6.3.4.3 测定材料动态加载下的屈服强度 Rpd和动态抗拉强度 Rmd 的拉伸试验应变速率应接近根据

　　8. 5. 1估算的材料裂纹尖端应变速率 。如 JQd满足以下条件 ,则 JQd是非尺寸敏感的 ,可判定为 JId。

　　a) JQd

　　b) 20JQd/(Rpd+Rmd) ≤a0 ;

　　c) 20JQd/(Rpd+Rmd) ≤B;

　　d) 20JQd/(Rpd+Rmd) ≤(W -a0 ) ;

　　e) Jd -Δa 曲线在 0. 2 mm 裂纹扩展位移偏置线交点处的斜率(dJd/da) Q 满足公式(24)要求 。

　　17

　　GB/T 46774—2025

　　Q < 1. 875Rmd … … … … … … … … … … ( 24 )

　　8.6.3.5 dJd/dt的测定

　　绘制 Jd随时间 t变化的曲线 ,对 0. 5JQd~JQd范围内的 Jd-t数据进行线性拟合 ,其斜率即为 dJd/dt。 8.6.3.6 多试样试验

　　通过多试样法测定动态 Jd-Δa 阻力曲线 , 当稳态裂纹扩展了特定量 Δa 时 , 中止断裂过程 ,重复试验直到有足够多的有效数据点绘制 Jd-Δa 阻力曲线 。

　　8.6.3.7 单试样试验

　　载荷分离法可由试样的载荷-位移曲线结合打开的试样断面测量的初始和最终裂纹长度 ,标定出试样的实时裂纹长度 ,确定 Jd 阻力曲线 。载荷分离法指南见 GB/T 21143—2025 中附录 E,该方法适用于本文件 。采用规则化法测定实时裂纹长度的方法见附录 D。

　　8.6.3. 8 试验后的裂纹长度测量

　　试样在试验后应被打断 ,进行断口检查测定原始裂纹长度 a0及在试验过程中发生的稳定裂纹扩展量 Δa。测量原始裂纹长度与稳定或不稳定裂纹扩展量时 ,应采用 GB/T 21143—2025规定的方法(即 9点平均法) 。无论何种情形 ,均应在报告中记录不规则裂纹前缘的情况[3] 。

　　注 1: 对于某些试验 ,有必要在试样打断之前标记出稳定裂纹扩展的范围 。稳定裂纹扩展量能通过加热 着 色(氧 化发蓝)或试验后二次疲劳的方法标记 。注意尽量减小试验后试样的变形 。对于具有韧脆转变特性的材料一般预先冷却试样 ,有助于确保打断试样时发生脆断而减小变形 。

　　注 2: 若加热着色(氧化发蓝)后试样断口上疲劳裂纹 、稳定扩展裂纹与脆性裂纹间反差较小 ,使用显微镜 测 定 裂 纹长度时采用暗场照明或滤镜 。对断口进 行 数 码 拍 摄 ,并 随 后 借 助 数 字 化 图 像 分 析 软 件 更 有 助 于 获 得 可 靠 的结果 。

　　9 试验结果的数值修约

　　试验测定的性能结果数值应按照相关产品标准的要求进行修约 。如未规定具体要求 ,应按照以下要求进行修约 。对于 KId,KQd以及 JId,JQd,Jd, max应保留三位有效数字 ;对于 Es应准确到 0. 1 J。修约的方法按照 GB/T 8170执行 。

　　10 试验报告

　　试验报告应包括以下内容 :

　　a) 本文件编号 ;

　　b) 材料信息 ;

　　c) 试样类型及尺寸 ;

　　d) 裂纹尺寸 ;

　　e) 试验设备 ;

　　f) 试验温度 ;

　　g) 加载速率 ;

　　h) 试验结果 。

　　18

　　GB/T 46774—2025

　　附 录 A

　　(资料性)

　　弹簧固紧式三点弯曲试验夹具

　　图 A. 1 为一种弹簧固紧式三点弯曲试验夹具 , 通过弹簧将下夹具与底座进行连接 ,保证试验过程中下夹具辊在受较大载荷时向边侧移动 ,保护夹具免遭损坏 。

　　标引序号说明 :

　　1— 上加载辊 ; 6 — 弹性固定圈 ;

　　2— 试样 ; 7 — 下夹具滑轮 ;

　　3— 下夹具辊 ; 8 — 弹簧 ;

　　4— 下夹具 ; 9 — 滑轨 ;

　　5— 下夹具弹簧连接固定支座 ; 10— 底座 。

　　图 A. 1 弹簧固紧式三点弯曲试验夹具示意图

　　19

　　GB/T 46774—2025

　　附 录 B

　　(资料性)

　　动态断裂韧度测量限位及脱离装置

　　B. 1 动态断裂韧度测量限位装置

　　韧性材料在恒定速率加载下的 Jd 阻力曲线和临界动态断裂韧度 JId 的测定 ,需获得试验中裂纹扩展量 Δa和开裂所吸收能塑性分量 Up之间的对应关系 。试验机在试验过程中 ,加载速率难以在试验机的控制下由恒定速率快速降低为 0,韧性材料在恒定速率加载下的动态断裂阻力曲线 、临界动态断裂韧度等参数难以直接获得 。参考文献[4]给出了针对三点弯曲和紧凑拉伸两种试样的动态断裂韧度测量限位装置 ,如图 B. 1所示 。该限位装置不实现加载过程中加载速率闭环控制 。

　　a) 三点弯曲试样 b) 紧凑拉伸试样

　　20

　　标引序号说明 :

　　1— 试样支座 ;

　　2— 限位支座 ;

　　3— 落锤 ;

　　4— 铝制吸能减震块 ;

　　5— 应变片 ;

　　6— 滑动支座 ;

　　7— 位移引伸计 ;

　　8— 顶部固定板 ;

　　

　　图

　　B. 1

　　

　　9— 冲击板 ;

　　10— 落物 ;

　　11— 铝制吸能减震块 ;

　　12— 滑动支座 ;

　　13—U形夹销组件 ;

　　14— 试样 ;

　　15— 中止块 。

　　动态断裂韧度测量试验限位装置

　　GB/T 46774—2025

　　B.2 动态断裂韧度测量三点弯曲试验脱离装置

　　B.2. 1 图 B. 2 给出了一种动态断裂韧度测量三点弯曲试验脱离装置工装图 , 当试验机冲击头高速冲击试样时 ,通过扭转弹簧 、销钉 、限位螺钉与冲击头连接在一起的连杆也同步下降 。 当冲击头加载至试样设定位置时 ,连杆碰撞高速机械触发系统的开关部件 ,开关控制液压动力系统 ,使脱离装置高速动作实现弹射脱离 。

　　B.2.2 图 B. 3 给出了材料试验机脱离装置液压动力系统工作原理图 ,高速机械触发开关产生的脱离信号传递到脱离装置液压动力系统的高速开关阀 ,致高速开关阀实现机械式顶推换向 ,高速开关阀处于右位工作状态 ,逻辑插装阀的控制腔 C腔卸压 。此时 ,试样 、工装底板以及活塞杆在氮气弹簧的作用下产生较大的加速度 ,瞬时向下弹射 ,油缸下腔的油液通过 A 腔流经逻辑插装阀 ,再由 B 腔流回油箱 , 实现试样的快速脱离 。

　　B.2.3 该三点弯曲试验脱离装置可实现的脱离速率区间取决于工装底板拉动活塞杆向下弹射的可实现最大速率和脱离信号传输速度 。

　　标引序号说明 :

　　1— 活塞杆 ; 6— 销钉 ;

　　2— 工装底板 ; 7— 扭转弹簧 ;

　　3— 试样支撑座 ; 8— 限位销钉 ;

　　4— 试样 ; 9— 连杆 ;

　　5— 冲击头 ; 10— 开关 。

　　图 B.2 动态断裂韧度测量三点弯曲试验脱离装置工装图

　　21

　　GB/T 46774—2025

　　标引序号说明 :

　　1— 油箱 ; A — 逻辑单向阀进油 口 ;

　　2— 高速开关阀 ; B — 逻辑单向阀出油 口 ;

　　3— 逻辑插装阀 ; C — 逻辑单向阀控制油 口 ;

　　4— 氮气弹簧 ; M — 油泵电机 ;

　　5— 试样 ; W — 溢流阀 ;

　　6— 工装底板 ; T/i — 温度传感器 ;

　　7— 活塞杆 ; p/i — 压力传感器 ;

　　8— 脱离装置底板 ; R1 、R2 — 节流阀 。

　　9— 力传感器 ;

　　10— 试验机底座 ;

　　图 B.3 脱离装置液压动力系统工作原理图

　　B.3 动态断裂韧度测量紧凑拉伸试验脱离装置

　　B.3. 1 图 B. 4 给出了紧凑拉伸试验脱离装置的快速夹紧释放机构图 ,通过夹爪盖板的限位 ,夹爪机构将连接紧凑拉伸试验夹具的下拉伸杆进行固定 。该快速夹紧释放机构安装于脱离装置上 。

　　B.3.2 图 B. 5 给出了紧凑拉伸试验脱离装置的工作原理图 ,拉伸试验时试验机的活塞杆带动与之相连的上夹具上升 ,动态夹紧快速释放机构的下拉伸杆保持不动 。在试样拉伸至设定距离后 ,通过上拉伸杆伸出的连杆触碰高速开关的方式给脱离装置传递脱离信号 ,脱离装置的活塞杆瞬间收回 ,活塞杆带动工装底板和夹爪机构一同向下动作 ,夹爪机构脱离夹紧盖板的同时夹爪机构的夹爪打开 ,下夹具被松开后同试样与试验机活塞杆一同上升 ,实现紧凑拉伸试验的快速脱离 。

　　B.3.3 紧凑拉伸试验脱离装置可实现的脱离速率区间取决于夹爪机构的夹爪打开的可实现最大速率和脱离信号传输速度 。

　　22

　　GB/T 46774—2025

　　标引序号说明 :

　　1— 下夹具 ;

　　2— 下拉伸杆 ;

　　3— 夹爪盖板 ;

　　4— 夹爪机构 。

　　图 B.4 紧凑拉伸试验脱离装置快速夹紧释放机构图

　　23

　　GB/T 46774—2025

　　24

　　标引序号说明 :

　　1— 试验机活塞杆 ;

　　2— 高速开关 ;

　　3— 连杆 ;

　　4— 上夹具 ;

　　5— 试样 ;

　　

　　6 — 销钉 ;

　　7 — 下夹具 ;

　　8 — 夹爪盖板 ;

　　9 — 夹爪机构 ;

　　10— 工装底板 。

　　图 B.5 紧凑拉伸试验脱离装置工作原理图

　　GB/T 46774—2025

　　附 录 C

　　(资料性)

　　动态断裂试验典型力-位移曲线及断口形貌

　　图 C. 1 为含裂纹试样动态断裂典型载荷-位移曲线及其在试验中的动态断裂吸收能量 ,并对应其典型断口形貌 。

　　a) 完全韧性断裂型

　　b) 前韧后脆断裂型

　　c) 韧-脆-韧结合断裂型

　　图 C. 1 典型力-位移曲线及断口形貌

　　25

　　GB/T 46774—2025

　　d) 半弧脆性断裂型标引序号说明 :

　　1— 预制疲劳裂纹区 ;

　　2— 韧性断裂区 ;

　　3— 脆性断裂区 。

　　图 C. 1 典型力-位移曲线及断口形貌 (续)

　　26

　　GB/T 46774—2025

　　附 录 D

　　(资料性)

　　规则化法测定实时裂纹长度

　　D. 1 概述

　　规则化法可直接由试样的载荷-位移曲线结合试样初始裂纹长度 a0 和终止裂纹长度 af而获得试样动态加载过程中的实时裂纹长度 。规则化法适用于载荷-位移曲线出现明显的载荷下降且试样裂纹产生明显延性扩展的情形 。

　　规则化法源自载荷分离理论 , 即认为试样载荷 F 满足公式(D. 1) 。

　　… … … … … … … … … …

　　式中 :

　　η — 塑性因子 ;

　　H(q/W) — 与施力点位移 q 相关的变形函数 。

　　D.2 分析流程

　　D.2. 1 概述

　　将载荷-位移试验曲线进行平滑处理 ,得到平滑的载荷-位移曲线 。

　　D.2.2 测量初始裂纹长度 a0

　　测量初始裂纹长度 a0 时 ,应该从加载线(销钉孔中心线) 测量到疲劳裂纹的尖端 ,测量仪器的准确度不应低于 ±0. 1%或 0. 025 mm ,取其大者 。 图 D. 1 和图 D. 2 显示了九点法测量裂纹长度的示意图 。 a0值是通过先对距离两侧表面 0. 01B 位置(对于开侧槽试样 ,从侧槽根部算) 取平均值 ,再与内部等间距的七点测量长度取平均值得到的 , 即 a0按式(D. 2)计算 。

　　aaj

　　D.2.3 测量终止裂纹长度 af

　　D.2.3. 1 对于裂纹发生完全延性扩展的试样 ,参照 GB/T 21143—2025 的九点法从打开的试样断面上测量终止裂纹长度 af。

　　D.2.3.2 对于裂纹发生先延性扩展后脆性破坏的试样 ,从裂纹延性扩展与脆性破坏的交界线处参照图D. 1 和图 D. 2 的九点法测量终止裂纹长度 af。

　　D.2.3.3 将 载 荷-位 移 曲 线 中 的 起 始 点 至 最 大 载 荷 各 点 处 的 载 荷 Fi (但 不 包 括 最 大 载 荷) 按 公 式(D. 3)进行规则化处理 。

　　FNi

　　式中 :

　　abi— 钝化修正的裂纹长度 , 由公式(D. 4)计算 。

　　abi =a … … … … … … … … … … ( D. 4 )

　　27

　　GB/T 46774—2025

　　其中 ,Ji 由初始裂纹长度 a0代入公式(12)或公式(15)中的相应公式计算 。

　　a) 普通试样 b) 开侧槽试样

　　a 在 1~ 9 的位置测量初始和最终裂纹长度 。

　　b 未按比例 。

　　c 参考线 。

　　d 裂纹平面区域 。

　　e 机械加工缺 口 。

　　f 预制疲劳裂纹 。

　　g 初始裂纹前缘 。

　　h 伸张区 。

　　i 裂纹扩展区 。

　　j 最终裂纹前缘 。

　　k 侧槽 。

　　图 D. 1 三点弯曲试样裂纹长度的测量

　　28

　　GB/T 46774—2025

　　a) 普通试样 b) 开侧槽试样a 在 1~ 9 的位置测量初始和最终裂纹长度 。

　　b 未按比例 。

　　c 参考线 。

　　d 销孔的中心线 。

　　e 裂纹平面区域 。

　　f 机械加工缺 口 。

　　g 预制疲劳裂纹 。

　　h 初始裂纹前缘 。

　　i 伸张区 。

　　j 裂纹扩展区 。

　　k 最终裂纹前缘 。

　　l 侧槽 。

　　图 D.2 紧凑拉伸试样裂纹长度的测量

　　D.2.3.4 试验结束时的载荷-位移数据采用终止裂纹长度 af替代 abi代入公式(D. 3)进行规则化处理 。

　　D.2.3.5 从最终规则化试验点向前面的数据点作切线 。切点左侧(包括切点) 且 qi/W >0. 001 的数据点及裂纹终止点的(FNi,qi/W)数据按公式(D. 5)进行拟合 。

　　c1 + c2 (qi/W) + c3 (qi/W) 2

　　FN = c4 +qi/W … … … … … … … … … … ( D. 5 )

　　式中 :

　　c1 ~c4— 拟合系数 。

　　若包括最终试验点在内的有效数据点少于 10个 ,则该方法无效 。

　　D.2.3.6 利用迭代方法从公式(D. 5)中求解裂纹长度 ai 。从 qi/W ≥0. 002 的数据点开始迭代 ,相应地利用初始裂纹长度 a0进行载荷和位移的规则化处理 。调整裂纹长度直到 FN 测量值同函数 值 之 差 在±0. 1% 以内 。后续的每个数据点采用类似的方法处理 。

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　　GB/T 46774—2025

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法

　　[2] GB/T 28896 金属材料 焊接接头准静态断裂韧度测定的试验方法

　　[3] GB/T 30069 金属材 料 高 应 变 速 率 拉 伸 试 验 第 2 部 分 : 液 压 伺 服 型 与 其 他 类 型 试 验系统

　　[4] GB/T 38769 金属材料 预裂纹夏比试样冲击加载断裂韧性的测定

　　[5] ASTM E1820 Standard TestMethod for MeasurementofFracture Toughness

　　[6] 李一磊 ,姚迪 ,乔红威 ,等 . 金属材料中低加载速率下的动态韧脆转变及断裂韧性测量[J] . 力学学报 ,2021,53(2) :424-436.

　　[7] 李一磊 ,李朋 洲,姚 迪 , 等 . 金 属 材 料 裂 纹 冲 击 韧 性 评 定 方 法 研 究[J] . 核 动 力 工 程 , 2021, 42 (5) :114-118.

　　[8] 崔光顺 ,包陈 ,李一磊 ,等 . 加载速率和几何尺寸对国产 A508-Ⅲ钢断裂行为影响的实验研究[J] . 力学学报 ,2022,54(7) :1970-1981.

　　[9] 方健 . 运用仪器化冲击开展材料动静态加载性能联合评测[J] . 理化检 验-物 理 分 册 , 2005, 41 (9) :451-455.

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