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龍圖騰網獲悉天津大學申請的專利一種金屬材料熱機械疲勞裂紋擴展測試方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN119246268B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-29發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202411367933.4，技術領域涉及：G01N3/18；該發明授權一種金屬材料熱機械疲勞裂紋擴展測試方法是由李兵兵;鄭一銘;陳剛;陳旭設計研發完成，并于2024-09-29向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種金屬材料熱機械疲勞裂紋擴展測試方法在說明書摘要公布了：本發明屬于材料力學性能測試技術領域，公開了一種金屬材料熱機械疲勞裂紋擴展測試方法，先通過有限元方法得到裂紋長度與試樣柔度的函數關系，以及裂紋擴展驅動力與裂紋長度之間的函數關系；然后在常溫條件下使用恒載法預制裂紋，進行熱機械疲勞裂紋擴展試驗，得到試驗結果；最后通過改進型柔度法計算金屬試樣每一循環對應的裂紋長度，并結合裂紋擴展驅動力與裂紋長度之間的函數關系，計算得到裂紋擴展速率。本發明能夠有效地模擬高溫構件服役過程中承受的變溫和交變載荷耦合的工況，得到具體的裂紋擴展速率及裂紋擴展區域的塑性區演變情況，為嚴苛工況下高溫結構的損傷容限設計和安全校核提供重要的試驗數據和理論基礎。

本發明授權一種金屬材料熱機械疲勞裂紋擴展測試方法在權利要求書中公布了：1.一種金屬材料熱機械疲勞裂紋擴展測試方法，其特征在于，包括如下步驟： S1：根據金屬試樣的尺寸，通過有限元方法得到恒溫條件下的裂紋長度a與試樣柔度EvP的函數關系，以及裂紋擴展驅動力ΔK與裂紋長度a之間的函數關系； 并且，在金屬試樣表面形成表面天然散斑； S2：在常溫條件下使用恒載法預制裂紋； S3：在金屬試樣上標注相對試驗機裝卡位置和高溫引伸計安裝位置； S4：在試驗機上安裝金屬試樣和高溫引伸計；判斷試驗是否為變溫試驗，是則跳轉步驟S5，否則跳轉步驟S6； S5：測量金屬試樣的溫度-熱應變關系； S6：設置試驗機的加載參數，包括應力幅值、應力比值、應力波形、溫度幅值、溫度均值、溫度波形、循環周期、機械-溫度載荷相位角； S7：開始熱機械疲勞裂紋擴展試驗，試驗過程中實時采集裂紋擴展區域的表面天然散斑圖像，并進行實時圖像畸變矯正；當通過實時采集的表面天然散斑圖像監控到裂紋長度達到預定長度時，停止試驗，得到試驗結果； S8：判斷試驗是否為變溫試驗，是則跳轉步驟S9，否則跳轉步驟S10； S9：根據S5得到的溫度-熱應變關系，對S7得到的試驗結果進行熱應變補償，得到機械應變； S10：通過改進型柔度法計算金屬試樣每一循環對應的裂紋長度，并結合S1得到的裂紋擴展驅動力ΔK與裂紋長度a之間的函數關系，計算得到裂紋擴展速率； 所述改進型柔度法的計算過程如下： S101：使用所述試驗結果計算得到應力數據，從而得到機械應變-應力滯環，截取試驗中每一循環機械應變-應力滯環中卸載段的線性部分； S102：對線性部分的每相鄰四個數據點進行均值計算，事先測得金屬試樣在不同溫度下的彈性模量，使用每相鄰四個數據點的平均溫度進行模量換算，得到單位時間內金屬試樣的彈性模量Ei；使用相鄰數據點的機械應變相減得到單位時間內金屬試樣的變形量vi；則一段n個點的機械應變-應力曲線可以進行n-3次Ei*vi計算；其中，i為計算次序； S103：選擇點1與點n-3之間的應力差作為P，得到熱機械疲勞加載下的柔度結果ΣEiviP； S104：將柔度結果帶入S1得到的裂紋長度a與金屬試樣柔度EvP的關系式，得到裂紋長度。

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