裂纹尖端张开位移试验（CTOD试验），是一种用于评估材料断裂韧性的力学试验方法。广泛应用于焊接结构、压力容器、管道等工程领域，尤其在存在裂纹或缺陷的情况下评估材料的抗断裂能力。
试验标准依据
《金属材料准静态断裂韧度的统一试验方法》
（GB/T 21143-2014）
本标准文件规定了均匀金属材料在承受准静态加载时断裂韧度K、裂纹尖端张开位移δ、J积分和阻力曲线的试验方法。试样有缺口，采用疲劳的方法预制裂纹，在缓慢增加位移量的条件下进行试验。断裂韧性由独立试样在延性裂纹扩展、延性裂纹扩展失稳或发生非稳定裂纹扩展时刻或之后的状态确定。当裂纹扩展表现为延性撕裂条件下的稳定扩展时,可以测定用于描述断裂韧度与裂纹扩展量关系的阻力曲线。
试验设备及其他用具
试验设备：中机试验电液伺服疲劳试验机。
该设备广泛应用于各种金属材料、复合材料以及类似材料动态高周疲劳(HCF)、低周疲劳(LCF)、程控疲劳、裂纹扩展速率、断裂韧性(KIC、JIC、CTOD等)以及静态的恒变形速率、恒负荷速率和各种常规的力学性能试验中。
试验用具：中机试验COD规 型号：COD10-3-1
试验视频
试验步骤
一、预制疲劳裂纹
1.安装试样并放置COD规引伸计。
图1
图2
2.在控制计算机中设置裂纹长度检查参数，对试样进行裂纹长度检查，计算当前试样的弹性模量以确认试样是否装夹合适。
图3
3. DynaTestExpert支持对试样进行加卸载三次，并使用不同颜色的曲线以区分试样加卸载过程，每次过程都能够计算出弹性模量和裂纹长度。
图4
4.Dyna Test Expert进行预制裂纹试验的试验方法包括降K法和恒K法，用户可以自定义试验终止时的最终最大应力强度因子和试验开始时的最初最大应力强度因子。
5.预制裂纹试验支持实时显示试验项裂纹长度-循环周次曲线和载荷-COD曲线，并支持导出操作。
载荷-COD曲线同时显示线性拟合数据的上限值和下限值，其作为辅助线可以方便用户观察自定义上下限数值是否合理。
图5：曲线显示动图👆
6.实时显示运行时的数据显示包括实时值、峰谷值和计算的预制裂纹数据。预制裂纹数据包括柔度、形状因子、线性拟合载荷上限、线性拟合载荷下限、最大载荷、最大应力强度因子等数据。
图6
7.得到的试验结果包含了试验参数和试验停止时的最终最大载荷和最终最大应力强度因子。此外还计算了50%的预裂纹扩展量时的最大疲劳预制裂纹载荷和在最后的1.3mm的预裂纹扩展量时的最大疲劳预制裂纹载荷。
图7
二、进行裂纹尖端张开位移试验
图8
图9
图10
三、利用Dyna Test Expert数据分析模块进行数据分析
输入试验后的试样预裂纹长度和终止裂纹长度以及塑性延伸强度等参数。
图11
分析图表可以显示试验的载荷-COD曲线，并且标识出拟合数据段范围及VP参考曲线。
图12
验证结果页面可以显示CTOD试验过程需要计算的所有计算变量，包括核心计算结果塑性缺口张开位移VP及裂纹尖端张开位移δ0。
图13
验证结果页面同时提供了基于GB/T 21143-2014 标准中关于CTOD试验的所有验证性结果。
图14
END
