基于CJP模型的疲劳裂纹扩展率曲线及应用方法

利用数字图像相关技术开展工业纯钛5种不同高宽比CT试样的疲劳裂纹扩展率试验,分别采用传统应力强度因子范围ΔK和基于CJP模型理论框架的新应力强度因子范围ΔK_(CJP)对数据进行分析,得到的da/d N-ΔK和da/d N-ΔK_(CJP)曲线均有效反映了试验数据分布规律,具有良好的拟合效果。相较于传统参量ΔK,ΔK_(CJP)直接由裂尖位移场求解,无需进行修正即可用于材料疲劳裂纹扩展率描述,具有与CT试样高宽比无关的特性;作为ΔK_(CJP)的两个组成参量,ΔK_F、ΔK_R与传统ΔK数据间均呈现出某种总体变化趋势,分别可用二次多项式和线性方程表征。构造了ΔK_(CJP)与ΔK的关联函数,并由此推导出ΔK_(CJP)表达式,为da/d N-ΔK_(CJP)曲线在材料与结构的失效分析和安全评价中的应用提供了有效途径,拓宽了CJP模型的工程应用范围。