材料百科

裂纹扩展速率

2023-05-02

crack propagation rate

简介

单位时间或单位循环数内裂纹扩
展的长度。主要有疲劳、蠕变与应力腐
蚀裂纹扩展速率。疲劳裂纹扩展速率
是材料在交变载荷作用下,每循环一
次产生的裂纹扩展量,用符号da/dN
表示。a为裂纹长度,N为循环数。由
断裂力学可知,在线弹性范围内,促进
裂纹扩展的主要控制参量是裂纹尖端
的应力强度因子范围△K,其次是应
力比(或平均应力)、加载频率、温度、
过载等因素。da/dN主要用来估算疲
劳裂纹扩展寿命或裂纹体剩余寿命。
1963年,P.C. 帕里斯提出da/dN=
C(△K)”关系式,C和n是材料常数。
将上式积分可得裂纹扩展寿命N。式中a0和ac分别
是初始和临界裂纹长度。蠕变裂纹扩
展速率是材料在恒定的载荷作用下,
单位时间所产生的裂纹扩展量,用符
号da/dt表示。应力腐蚀裂纹扩展速
率是材料在腐蚀和固定拉应力作用
下,单位时间所产生的裂纹扩展量,也
用da/dt表示。根据相应公式可分别
计算出其裂纹扩展寿命。