在安全方面,断裂韧性是金属材料一项重要的参数,如飞机构件、电站建筑和汽车制造等领域均需要测试材料的断裂韧性性能。一般需要人工对试样制作预制裂纹。
对试样进行加载直至试样失效,由载荷 – 变形曲线和裂纹长度计算断裂韧性。相关试验标准(ASTM E 399)定义了试验细节,利用Zwick Vibrophores (HFP)高频疲劳试验机只需2步就可以完成试验。
试样的预制裂纹是由循环载荷作用下,以机械方式在试样缺口处加载形成。因为共振频率对形成裂纹具有高敏感性,高频载荷可以快速产生预制裂纹,极大地提高了测试效率。
常用的试样几何形状如图1所示,试样被称为CT(紧凑型)试样。试验系统通过试样的销针对试样加载,产生拉伸和弯曲载荷,有时采用三点弯曲试样(称为SENB,图2所示)。弯曲试样的试验方法比CT试样简单,但是需要更多的试样。