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随着航空、核电、高铁、石油工程的发展,与工程安全密切相关的新型材料断裂疲劳性能研究受到广泛重视,柔度法作为各种断裂测试规范推荐的先进测试技术具有操作设备简易化、计算机辅助程度高和测试精度高的优点。目前绝大多数关于柔度法的研究工作都是基于规范推荐的标准试样展开的,且未对柔度公式包含的具体参量进行系统分析和研究,给科研和工程中材料的断裂测试带来极大不便,本文针对柔度方法开展了系统研究,重点完成了如下工作:1.为分析CT、SEB和V形裂纹试样的力学响应,基于ANSYS开发了一系列APDL程序。2.基于现行断裂规范的相关柔度公式,推导出关于CT和SEB试样VLL～V0的COD换算公式,可通过测试试样的裂纹嘴张开位移V0实现利用P～VLL曲线测试J积分,并利用有限元和试验方法对换算公式进行了分析验证,研究结果表明新公式在小范围屈服条件下具有较高精度。应用换算式对A508-3钢进行V0～VLL转换,实现了实时测试JR阻力曲线,确定了材料的断裂韧性JIC,该公式弥补了断裂力学测试规范的缺失。3.通过有限元方法研究非标准试样的柔度与裂纹长度的关系,分别提出适用于V形裂纹试样和CT（W）试样的柔度公式,通过测试裂纹张开位移实现了预测特殊试样的裂纹长度,有限元结果和试验结果表明柔度公式具有良好的预测精度。V形裂纹试样的柔度公式弥补了ASTM B771-87和NACETM0177-96标准的柔度测试方法缺失,为计算机辅助测试V形裂纹试样和CT（W）试样的断裂参数提供了依据,可提高裂纹与应力强度因子的预测精度和工作效率。4.对标准CT和SEB试样的几何尺寸和疲劳裂纹形状展开不确定度研究,并针对各主要参量进行了有限元定量分析,给出了不确定度评价。基于CT和SEB两种试样,提出了基于柔度方法预测等效弹性模量的双参数模型,并对两种试样开展了厚度效应研究,提出了材料弹性模量估算的修正方法。5.应用有限元方法研究了母、焊材复合结构CT试样的等效弹性模量Ee,分析了母、焊材弹性模量比β、裂纹长度α、试样厚度B和母材宽度H对等效模量Ee的影响效应,进而评价了各参量对裂纹长度预测精度的影响。本文提出的相关创新工作可为我国断裂测试标准中的柔度测试方法提供修订依据。