Page 59 - 无损检测 2021年第六期

王恩和, 等:

基于数字图像和声发射技术的 4130X 钢拉伸断裂损伤状态监测

图 3 试验装置及传感器布置示意

图 4 试件表面应变云图及最大、 最小、 平均应变响应曲线

部微损伤不断积聚, 逐渐形成微裂纹直至断裂。 预制缺陷 处 的 裂 纹 线 性 扩 展 至 失 效, 而 无 预 制 缺
图 5 为拉伸过程中试件表面变形不均匀程度 陷试件 的 III阶 段 S D 数 值 则 呈 现 指 数 增 长 的 趋
) 演 化 曲 线, 从 图 中 可 以 明 显 看 到 阶 段 III的 势, 表明损伤加速累计, 试件处于塑性形变状态直
( S D
明显大于I , II的。图 6 ( a ) ~ ( f ) 进一步展现了 作为评价参量的 DIC 分
S D 至失效。由此可见, 以 S D
曲线在相同时间间隔 析方 法 能 够 较 为 准 确 地 表 征 材 料 损 伤 的 变 化
曲线细节, 观察不同阶段 S D
增 量, 带 预 制 缺 陷 试 件 趋势。

( 即﻾ T A-C =20s ) 内的 S D

分别为 0.000245 , 0.000903 , 2.2 4130X 钢拉伸断口扫描电镜分析
的I , II , III阶段﻾ S D

0.004454 。无预制 缺 陷 试 件 的 I 、 II 、 III阶 段 的 ﻾ 采用 S-3400N 型扫描电镜( SEM ) 进行断口扫
分别为 0.000022 , 0.00090 , 0.01123 。 3 个阶 描, 图 7 为试件断口的微观形貌。从图 7 中可以看

S D
增量近似为 出无预制缺陷试件断口明显有大量韧窝, 表明该断
段的数据呈现倍率关系, III阶段的 S D
II阶段的 10 倍。同时提取 3 个阶段局部细节( 见 口以塑性断裂特征为主。带预制缺陷试件的韧窝较
数值变化呈 浅, 试件塑性相对较差, 同时可以观察到断口处的微
图 6 ), 带预制缺陷试件 III阶段 的 S D
近似线性的增长趋势, 表明此时损伤在匀速形成, 裂纹, 呈现局部脆性断裂特征。
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2021 年 第 43 卷 第 6 期
无损检测