通過高低溫濕熱箱進行疲勞裂紋擴展試驗，可以了解裂紋的擴展規(guī)律，獲得材料的疲勞擴展參數(shù)和斷裂參數(shù)。多年來，許多學者通過疲勞裂紋擴展試驗，深入研究了港口起重機常用鋼Q235和Q345B的疲勞擴展特性。這些研究一般是針對Q235和Q345B基材的疲勞裂紋擴展特性進行的。當裂紋出現(xiàn)在焊縫或接近焊縫時，裂紋的安全性和疲勞壽命也可以根據(jù)基材的疲勞特性參數(shù)來評估。但是，由于焊條和母材的熔化，使得焊縫區(qū)材料已不同于單獨的母材，單純用母材的疲勞擴展參數(shù)來代替焊縫區(qū)的疲勞擴展參數(shù)是不夠準確的，因此，為了得到準確的參數(shù)，必須對焊縫區(qū)裂紋的疲勞擴展規(guī)律進行試驗研究。

　　試驗步驟

 

　　在高低溫濕熱箱上放置試件，調(diào)整兩端支座的位置，使試件處于水平狀態(tài)，并保證載荷作用點在兩支座中心距的中間線；同時，試件長度方向應與兩支座的連線方向平行。

 

　　預疲勞裂紋。用R=0.1，頻率f=12HZ取應力比，對切削后的裂紋進行銳化。試驗荷載采用正弦波形的恒幅荷載，用屈服應力來估計試件在允許荷載作用下的許用荷載，并選擇1/4~1/3的初始荷載峰值(P)。在觀察到預制疲勞裂紋時，可以逐步降低試驗載荷峰值，每次降低幅度不超過20%，在觀察到裂紋能夠穩(wěn)定擴展后，停止降低載荷。在一定時間后，當觀察到裂紋向前擴展并且出現(xiàn)尖角時，停止疲勞預制裂紋，測量到此時裂紋長度a0，并以此為裂紋擴展的初始長度。

 

　　設定高低溫濕熱箱電腦的控制參數(shù)，開始疲勞擴展試驗。將疲勞預制裂紋后一階等幅荷載作為試驗荷載，并在試驗荷載基礎上進行了疲勞裂紋擴展試驗。

 

　　測得裂紋擴展長度a和相應的應力循環(huán)數(shù)N0。對裂紋位置滴加墨水，實驗期間發(fā)現(xiàn)裂紋有明顯的擴展，說明裂紋已經(jīng)擴展，此時測量并記錄a和N0值。在此基礎上，考慮到裂紋前緣深度(沿下翼板厚度方向)較小，可以認為裂紋前緣各點在深度方向上的坐標一致，為便于測量，將表面裂紋擴展長度作為試驗數(shù)據(jù)。

 

　　記錄多組裂紋擴展長度及應力循環(huán)次數(shù)，重復以上步驟。試驗結束后，裂紋迅速達到下翼板邊緣或試件發(fā)生疲勞破壞。

 

　　高低溫濕熱箱試驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)處理：在試驗過程中，兩個位于角焊縫位置的試件均未發(fā)現(xiàn)明顯的裂紋擴展現(xiàn)象，由此說明高低溫濕熱箱形成的結構角焊縫受拉彎曲后產(chǎn)生的裂紋是安全的。實驗還發(fā)現(xiàn)，預制裂紋在對接焊縫處的試件將逐漸擴展，并且裂紋沿焊縫方向擴展，形成較為明顯的I型裂紋。