疲劳裂纹扩展速率试验旨在评估金属材料在循环载荷作用下裂纹扩展速率（da/dN）随应力强度因子范围（ΔK）的变化规律。通过该试验可确定材料的疲劳裂纹扩展门槛值（ΔKth）及Paris公式参数（C、m），为结构疲劳寿命预测提供关键依据。在交变应力作用下，材料表面裂纹随循环次数（N）逐渐扩展，其速率取决于应力强度因子幅度（ΔK）。
试样制备与方法
- 预制裂纹试样：采用紧凑拉伸（CT）、中心裂纹拉伸（CCT）等类型，初始裂纹长度为a0。
- 试样尺寸要求：满足平面应变条件，厚度 B≥2.5(Kmax/σy)²，以避免塑性效应干扰。
加载条件与监测
- 施加循环载荷（如正弦波），控制应力比 R = σmin/σmax，通常频率小于20 Hz。
- 实时测量裂纹长度 a 与循环次数 N，绘制 a-N 曲线并计算 da/dN。
数据处理与分析
- 根据试样几何和加载计算应力强度因子范围 ΔK。
- 绘制 da/dN – ΔK 双对数曲线，划分三个阶段：低速区（门槛值 ΔKth）、中速区（Paris公式适用）、高速区（接近断裂）。
- 通过拟合中速区数据，可求得 Paris 公式参数 C 和 m，用于疲劳寿命预测。
测试标准
- GB/T 6398-2017：《金属材料 疲劳裂纹扩展速率试验方法》
- ASTM E647：《金属材料疲劳裂纹扩展速率标准试验方法》
应用及价值
疲劳裂纹扩展速率试验能够精准评估金属材料在循环载荷下的裂纹扩展行为。上海德垲检测通过高精度裂纹监测系统和严格的试验流程，为航空航天、汽车制造、机械工程及压力容器等关键结构件提供材料疲劳性能评估、Paris公式参数提取及结构寿命预测服务，从而有效指导设计优化和失效分析。
