1、所謂CTOD（Crack TipOpening Displacement），即裂紋尖端張開位移，系指裂紋體受張開型載荷后原始裂紋尖端處兩表面所張開的相對距離。CTOD的量綱為長度，常用單位是毫米或英寸。 CTOD值的大小，反映了裂紋尖端材料抵抗開裂的能力。在試驗中，把待測材料做成帶有預制裂紋的試樣，加上外載后，裂紋尖端處有一個可以被測定的張開位移CTOD值。CTOD值越大，表示裂紋尖端材料的抗開裂性能越好，即韌性越好；反之，CTOD值越小，表示裂紋尖端材料的抗開裂性能越差，即韌性越差。

2、CTOD試驗裝置連接示意圖如圖所示

4、試驗主要步驟

試樣取樣加工
預制疲勞裂紋
加載，記錄F-V曲線，卸載
二次疲勞（或熱著色），壓斷試樣
斷口讀數測a0及Δa
計算特征CTOD值或擬合阻力曲線
試驗報告

5、不同厚度的CTOD試樣。

6、CTOD裂紋試樣

三、CTOD高頻疲勞試驗機 主要功能：

高頻疲勞試驗機-主要進行全數字高頻疲勞斷裂韌性試驗、測試金屬材料裂紋擴展試驗。可完成對稱疲勞試驗、不對稱疲勞試驗、單向脈動疲勞試驗、塊譜疲勞試驗、調制控制高頻疲勞試驗、高低溫疲勞試驗、三點彎曲疲勞、四點彎曲疲勞、扭轉疲勞、彎扭復合疲勞試驗、交互彎曲疲勞試驗、CTOD裂紋試驗、CT試驗、CCT試驗、齒輪疲勞試驗等種類繁多的疲勞試驗，并能進行全數字高頻疲勞斷裂韌性試驗、測試金屬材料裂紋擴展試驗。

電磁諧振式高頻疲勞試驗機也是我國的全數字高頻疲勞試驗機，其優異的性能已被航空航天系統諸多企業的長期使用所驗證和認可，也是目前航空航天系統普遍使用的機型，設備指標及功能完全滿足ASTM﹑ISO﹑GB等標準或試驗方法的要求、完全滿足在國內業已開展的各級試驗室國內外認證體系的要求。

二、技術指標：

CTOD高頻疲勞試驗機

1、靜態試驗力：±100kN

2、單向脈動試驗力：±100kN

3、動態試驗力（幅值）：50kN

4、負荷量程：全量程不分檔且分辨率不變（或20%、50%、100%三檔）

5、靜態試驗力示值精度：≤±0.5%；動態試驗力示值精度：≤±3%。

6、試驗力波動度（24小時）：

靜態試驗力波動度：±0.5%示值。

動態試驗力波動度：±0.5%示值。

7、頻率范圍：60～300Hz, 頻率分辨率: 0.1Hz，5級頻率調節。

8、同軸度精度：≤5%

9、試驗空間：立柱凈間距（H×W）：≥750×410mm。

10、電能消耗：三相電源380V（或單相220V）；300VA（疲勞消耗）；2500VA（電機運行時）。

11、記數范圍：9×10⁹。試驗機能夠自動記錄試驗循環次數，并具有掉電保護功能；循環次數可以隨時設定，到達規定循環次數后具有自動停機功能；具有防止在停電等意外停機以后再次自動啟動的功能。

12、具有常規疲勞試驗（對稱或不對稱）、塊譜（程控）疲勞試驗等功能和調制疲勞試驗等功能；具有實時顯示動載波形﹑電流波形﹑激勵波形等功能。

13、具有完備的保護功能，如過載保護、機械限位保護、電機過流保護、斷裂保護、激勵器過流二級保護、頻率降保護、動靜負荷上下限人為設置保護、動靜負荷失控保護等，許多保護可依據不同試驗的要求進行靈活配置。試驗過程可無人值守。

14、適用標準：JJG556-2011《軸向加荷疲勞試驗機》、GB/T3075、HB5287《金屬材料軸向加載疲勞試驗方法》，ASTM E606標準,ASTM E647標準,ASTM E399標準等。

15、試驗機能自動查找頻率、加載，試驗過程中能靜載、動載手動、自動調整。

三、CTOD高頻疲勞試驗機波形介紹

疲勞機除具有常規疲勞試驗即動、靜載荷恒值——恒應力幅疲勞試驗（對稱或不對稱）、塊譜（程控）疲勞試驗、調制控制疲勞試驗（正弦波、三角波、斜波、梯形波、方波、自定義波）等功能。
常規疲勞試驗各種應力狀態下的波形圖

其中：綠—對稱疲勞試驗，紅—拉～拉疲勞試驗，

白—壓～壓疲勞試驗，蘭—拉～壓非對稱疲勞試驗。

B．程控疲勞試驗（三角波調制疲勞試驗的一個特例）波形圖

C．調制控制疲勞試驗波形圖（只圖示了動載荷調制控制的情況，其實動載荷、平均載荷可分別或同時進行調制控制，從而衍生出眾多的試驗功能）

四、CTOD高頻疲勞試驗機設備簡介

當配置疲勞裂紋擴展速率試驗裝置時，具有疲勞裂紋擴展速率試驗功能。
當配置靜態試驗附件時，具有靜態試驗機的功能。
當配置高溫或高低溫環境試驗附件時，可對金屬等材料進行環境模擬試驗，包括高溫、低溫及高、低溫交替環境下的模擬試驗。具有與溫度控制器通訊功能，能夠定值和編程設置、時實顯示、定時記錄試驗溫度等，當溫度保護或高頻機保護有效時可設置高溫或高低溫環境試驗爐降溫斷電。
具有較完備的保護功能，如過載保護、機械限位保護、電機過流保護、斷裂保護、激勵器過流二級保護、頻率降保護、動靜負荷上下限人為設置保護、動靜負荷失控保護等，許多保護可依據不同試驗的要求進行靈活配置。試驗過程可無人值守。

5、計算機以WINDOWS為工作平臺，采用虛擬面板及設備驅動程序（WDM）技術。界面清晰、操作便捷，程序規范穩健、速度快，完成對整個設備的管理、控制，如實時監控、實時波形顯示、數據圖形的處理及保存、試驗報告的存貯與打印等。