使用应变计法测量人工海水中镍铝青铜试样的裂纹起始情况

《Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures》：Strain Gauge Method to Measure Crack Initiation for Nickel–Aluminum Bronze Specimens in Artificial Seawater

疲劳裂纹萌生与扩展机制研究：基于应变计阵列和人工海水环境的实验分析，通过多层防水结构实现稳定应变测量，建立应变演化与裂纹萌生的理论关系，提出“峰值应变先降后升”的裂纹定位准则，验证其在海水环境下的预测疲劳寿命准确性，但需通过实际海洋结构实验进一步验证。

　　

摘要

本研究基于应变计阵列技术，探讨了镍铝青铜（NAB）单边缺口三点弯曲试样在人工海水条件下的疲劳裂纹起始与扩展过程。设计了两种应变计配置，并结合了多层防水策略（保形涂层+硅胶），以确保在人工海水环境中能够稳定获取信号。通过空气中的测试数据验证，建立了应变演变与裂纹起始之间的理论关系。基于这些发现，提出了一个裂纹起始判据，该判据表现为峰值应变的“先减小后增大”特征模式，并通过金相复制数据进行了验证。随后将该判据应用于人工海水环境下的疲劳试验中以预测疲劳寿命，预测结果的准确性证明了所提判据的有效性。所提出的基于应变的方法可为人工海水环境及疲劳载荷共同作用下的NAB裂纹监测提供可靠的解决方案。本研究提出的裂纹起始判据仍需通过在实际海洋结构中进行更多实验来进一步验证。

总结

• 在人工海水中检测裂纹起始。
• 基于应变测量的裂纹起始判据。
• 有效的应变计防水结构。
• 两种用于确定裂纹尖端位置的应变计阵列方案。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。