用激光全息干涉法测量三维裂纹应力强度因子K

本文提出一种新的测量Ⅰ型裂纹应力强度因子K_I的方法。该方法首先利用Ⅰ型裂纹的对称性,通过力学的等价性来模拟裂纹,这样可以省去其它实验方法中须在试件上开出人工裂纹这一麻烦的步骤。其次,该方法利用了激光全息干涉技术来测量模拟裂纹的裂纹面的张开位移、由于激光干涉术有很高的灵敏度,因此可以提高测量应力强度因子 K_I 的精度。本文最后是利用裂纹面的干涉条纹,即裂纹面的张开位移的等高线图来得到Ⅰ型裂纹应力强度因子 K_I 的,在数据处理中,本文是依据 K_I 的位移定义式并运用多项式插值公式来得到 K_I 的。当然在数据处理中也可类似于光弹性方法用斜率法来得到 K_I。本文不仅论述了新的测试方法的各个环节的基本原理,而且作了一些初步的实验验证,初步尝试的结果表明该方法具有简便实用的特点,且有较高的精度。文中也指出了该方法的局限性,这就是说它不适用于Ⅱ、Ⅲ型裂纹.对于大多数Ⅰ型裂纹都可以使用该方法来测定 K_I,包括内埋裂纹,边裂纹,载荷包括拉、弯或拉弯复合。作为一种新的实验方法,本文所做的一些工作仅仅是开了个头。和其他实验方法一样,其完善与成熟还有待于今后的工作。