LY12CZ薄板铝材裂纹起裂、稳态扩展和失稳扩展时的抗裂特性

本文以实验为基础,研究了在弹塑性状态下,LY12CZ薄板铝材裂纹起裂,稳态扩展和失稳扩展时的行态。采用特制的涡流裂纹自动跟踪仪,较精确地得到裂纹扩展量△a_p的连续记录。在此基础上,测得真实裂纹端的张开位移COS和张开角CTOA,从而得到用它们表征的、完整的裂纹扩展阻力曲线,即COS-△a_p和CTOA-△a_p曲线。实验表明:LY12CZ薄板铝材裂纹起裂时的张开位移δ_c是一稳定的常值,在起裂后的稳态扩展阶段,张开角CTOA是一稳定的常值。本文结合理论分析后指出,对一般韧性材料,在dδ_p/da》σ_s/E时,其张开角确应是材料的抗裂特性。在实验中还发现,在裂纹扩展一定值后,实测的张开角突然下降,此现象对应于裂纹的失稳扩展。