Справочник инженера-строителя:
изделия
Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы
Теги -
Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы
Межгосударственные стандарты
ремонт квартир
Строительные нормы и правила
Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости rVNS^T*
(вязкости разрушения) при статическом нагружении I Uvl
Design, calculation and strength testing.
25.506-85
Methods of mechanical testing of metals. Determination of fracture toughness characteristics under the Static loading
ОКСТУ 0809
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27 марта 1985 г. № 902 срок действия установлен
с 01.01.86
до 01.01.91 Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает методы механических ис-пытаний для определения характеристик трещиностойкости ме-таллов при статическом кратковременном нагружении на образцах толщиной не менее 1 мм при температуре от минус 269 до плюс 600°С.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ i
1.1.Обозначения и единицы измерения величин, применяемые в настоящем стандарте, указаны в обязательном приложении 1.
Примечание.Пояснения к обозначениям приведены в справочном приложении 2.
1.2.Для определения характеристик трещиностойкости испытывают с записью диаграмм «нагрузка—смещение» («Р—и») или «нагрузка—прогиб» («Р—/») образцы с предварительно нанесенной усталостной трещиной.
1.3.По результатам испытаний определяют следующие основные характеристики трещиностойкости:
силовые — критические коэффициенты интенсивности напряжений К (или Ki): Kic, K*c • ^<?r' Kc",
деформационная — раскрытие в вершине трещины бс; энергетические — критические значения /-интеграла /с или /тс.
1.4.Трещиностбйкость металлов оценивают по одной или нескольким силовым, деформационным и энергетическим величинам Kic, Кс*, Кс, Kqt, 6с, Jc(Jic)'
При выполнении условий корректности определения характеристик трещиностойкости (п. 5.1.3.2; 5.1.5.1 и 5.1.6) основной является величина К\с-
В случае невыполнения условий корректности величин К\с, Кс, Kqt трещиностойкость металлов оценивают по величинам К*с, 6с, Jc(hc).
Примечания:
1.Для определения трещиностойкости металлов в широком диапазоне длин трещин допускается использовать предел трещиностойкости /с (рекомендуемое приложение 3).
2.Методы построения температурных зависимостей характеристик трещиностойкости и определение критических температур для малоуглеродистых и низколегированных сталей описаны в рекомендуемом приложении 4.
1.5.Определяемые по настоящему стандарту характеристики трещиностойкости (наряду с другими характеристиками механических свойств) могут быть использованы для:
сравнения различных вариантов химического состава, технологических процессов изготовления, обработки и контроля качества металлов и сплавов;
сопоставления материалов при обосновании их выбора для машин и конструкций;
расчетов на прочность несущих элементов конструкций с учетом их дефектности, геометрических форм и условий эксплуатации;
анализа причин аварий и разрушений конструкций.
1.6.Для металлов, предназначенных для использования в машинах и конструкциях с заданными условиями эксплуатации, могут быть применены методы испытаний, типы образцов и характеристики трещиностойкости металла в соответствии с отраслевыми нормативно-техническими документами.
2. ОБРАЗЦЫ И ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЕ
2.1. Для определения характеристик трещиностойкости применяют следующие образцы: тип 1 — плоский прямоугольный с центральной трещиной для испытаний на осевое растяжение (черт. 1); тип 2 — цилиндрический с кольцевой трещиной для испытаний на осевое растяжение (черт. 2); тип 3 — прямоугольный компактный образец с краевой трещиной для испытаний на внецентренное растяжение (черт. 3); тип 4 — плоский прямоугольный образец с краевой трещиной для испытаний на трехточечный изгиб (черт. 4).
ГОСТ 15.506—85 Стр. 3
"^ - ■ - '
Тип i
Rz20, t
Схема нагружения
{.—расстояние между частям» образца, служащими для крепления в захватах
Ь>8/; 2ft-=(0,25-0,35)b;
L>2b; 2I=s(0,3-0,5)/i
Черт. 1
Стр. 4 ГОСТ 25.506—85
Тип 2
I
s *zp/
«3
саг
\
<t>njstz
LX
фВк
Схема погружения
1
2 отв. центр. ВГОСПШ'гУЬ
т
L—расстояние между частями образца, служащими для крепления в захватах;
L~v*ccTomnit между опорами b=2t; /,=(0,45-0,55)6; «<0,066:
£=4t>; £,=4*+0,Б»; к-(0,36»-0,50)»
Черт. 4
Стр. 6 ГОСТ 25.506-45
Вариант 1
in
2Ё51Ч°
р
h ~Г
*
2в^зв
Б-Б
Вариант 2
ВариантJ 20sJO°aV
е<0,06Ь; /„—h>l,5 мм Черт. 5
2.2. Соотношение размеров и схемы нагружения образцов показаны на черт. 1—4. При этом рекомендуются следующие размеры образцов:
тип 1 ширина b не менее 50 мм;
тип 2 диаметр D не менее 12 мм;
тип 3 толщина t не. менее 20 мм;,
тип 4 толщина г не менее 10 мм.
В образцах типов 1 и 2 форму и размеры частей, служащих для крепления и нагружения, определяют после выбора конст-
ГОСТ 25.506—85 Стр. 7
рукции захватов. Размер Л назначают в зависимости от способа изготовления надреза и крепления образца так, чтобы он не раз^ рушился в захватах.
Примечания:
1. Для образцов типов 1, 3, 4 шероховатость их боковой поверхности вблизи вершины надреза и исходной усталостной трещины должна соответствовать 8-му классу.
2. Рекомендации то выбору образцов приведены в рекомендуемом приложении 5.
2.3. Инициирующий надрез в образце типа 2 показан на черт. 2, а в остальных — на черт. 5. Ориентация надреза в случае анизотропии механических свойств должна быть одинаковой для всех образцов при данных испытаниях.
Для образцов типа 1 применяют надрезы вариантов 1а, 2а, 3 (черт. 5), для образцов типов 3 и 4 вариантов 16 и 26.
Надрез изготовляют с помощью специальных фрез (см. черт. 5, варианты 1а и 26) или шлифовального круга (вариант 26), пропиливанием от центрального отверстия (вариант 2а) или электроискровым способом (вариант 3). В отдельных случаях допускается комбинировать различные способы. Инициирующий надрез для образца типа 2 изготовляют на токарном станке с последующей шлифовкой.
* Примечание. Для уменьшения нагрузки и времени, необходимых для зарождения трещин, можно, применять лазерную, электронно-лучевую и другие обработки вершины надреза при условии, что область нарушенного состояния исходного материала у вершины надреза будет меньше длины создаваемой исходной усталостной трещины.
2.4. При вырезке и изготовлении образцов необходимо обеспечить минимальные наклеп, остаточные напряжения, а также изменения структуры»?фазового состава в зоне разрушения образца. Окончательную механическую обработку образцов и нанесение исходной усталостной трещины проводят после термической обработки образцов.
2.5. Усталостную трещину наносят таким образом, чтобы контур надреза находился между прямыми, пересекающимися под углом 26 20—30° в вершине трещины (черт* 5), а разность (k—h) была не меньше 1,5 мм,
2.6. Усталостные трещины в плоских образцах типов 1, 3 и 4 (черт. 1, 3, 4) наносятйпри переменном растяжении с коэффицит ентом асимметрии цикла /? = 0,1—0,2, а в образцах типа 2 — при круговом изгибе*'(/?^—1). При этом регистрируют минимальные и максимальные усилия цикла, и число циклов. Номинальные напряжения а0при максимальном усилии цикла (должны быть не больше 0ф а0>2(юо-,г определяют при температуре, при которой наносят усталостные трещины), а рекомендуемое число
Стр. 8 ГОСТ 21.506—В5
циклов нагружения при нанесении усталостной трещины — не меньше 5-104.
Примечания:
.1. В образцах типа 4 допускается нанесение усталостных трещин при знакопеременном консольном изгибе с соблюдением требований настоящего пункта.
2. При нанесении усталостной трещины на образцах, предназначенных для испытаний с целью определения Kic, Кс, К с иKqt, максимальный коэффициент интенсивности напряжений цикла Kmai, рассчитанный для надреза как для трещины длиной h, не должен превышать 0,75 Kic, где Kic—предполагаемое значение Kic, а на конечном участке трещины длиной не менее 1,5 мм — не превосходить 0,6 Kic- Если трещину наносят при температуре Г<'>, а испытывают образец при температуре Г<2', то Кт&х не должен превышать 0,6 Kic- Oo'J/ о{)?2 . где величины с индексом (1) относятся к температуре Г(1), а с индексом (2) к Г'2> (см. рекомендуемое приложение 6).
2.7.Отклонение длины нанесенной усталостной трещины на каждой из боковых поверхностей плоских образцов от заданной длины не должно превышать 2% от 10при 10^25 мм и 0,5 мм при /0<25 мм.
Угол отклонения плоскости усталостной трещины от плоскости надреза на всех образцах не должен превышать 10°.
2.8.Рекомендации по конструкциям приспособлений для крепления и нагружения образцов при нанесении усталостных трещин даны в рекомендуемом приложении 6.
3.«СПЫТАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
3.1.Для определения характеристик трещиностойкости используют машины с механическим, гидравлическим или электрогидравлическим приводом, метрологические параметры которых соответствуют ГОСТ 7855—84.
3.2.Необходимое максимальное усилие испытательной маши-. ны рассчитывают по формулам:
для образцов типа 1 для образцов типа 2
Рт**>0№2Ы+°в)
для образцов типа 3
Лпах>0,2(&-/Жа0.2-Ь°в)
для образцов типа 4
Лп.х>0,1 (6~°2 ^й,2+аа). о
ГОСТ 25.506—85 Стр. 9
3.3. Для измерения смещений v или прогибов f применяют двухконсольные датчики тензорезисторного типа. Захватные части датчиков, способы их установки на образцах и размеры элементов датчиков в зоне их крепления приведены на черт. 6. Расчет остальных размеров датчиков и схема соединения тензорезис-торов для обеспечения термокомпенсацни приведены в рекомендуемом приложении 7.
Разность показаний прямого и обратного хода и нелинейность в диапазоне рабочего хода датчика и погрешность измерения датчика не должны превышать 2% от рабочего диапазона датчика. Тарировку датчика проводят с погрешностью не более ±0,01 мм.
3.3.1. Установку датчиков смещения на образцах типов 1—4 проводят с помощью накладных опорных призм (черт. 6а).
На образцах типов 3 и 4 допускается установка датчиков на призматических выступах, изготовленных на торцах образцов (черт. 66).
Стр. 10 ГОСТ 21.506—85
3.3.1.1.Оси отверстий для установки накладных опорных призм или призматические выступы должны располагаться на одинаковом расстоянии от плоскости надреза, с. погрешностью не более ±0,2 мм.
3.3.1.2.Расстояние между осями отверстий Z (черт. 6) для крепления накладных опорных «ризм должно быть для образцов:
типа 1 — не более 2/; типа 2 — не более (D—d); типов 3 и 4 — не более 21.
Примечание. На образцах типа 2 допускается изготовление лысок глубиной не более 0,15 (D—d).
3.3.1.3.Расстояние между кромками призматических выступов на образцах типов 3 и 4 должно бьггб^йе ,€»пее 21.
3.3.2. Двухконсольный датчик прогиба1f для образцов типа 4 устанавливается на опорных призмах,- "вДЙа из которых жестко закреплена на. нагружающем ноже; а другая Ua траверсе испытательной машины. , *
3.4. Датчики общений v или прогибов' f, а также устройства для записи диаграмм лР—и» и «Р—f» должны обеспечивать:
тангенс угла -наклона линейного участка диаграмм «Р—и» и «Р—f» к оси v или f в пределах 1—3;
масштаб диаграммы по оси v и f не менее 25 :'Т:
Примечание.При испытаниях1 по .определению Кю масштаб по оси v увеличивают не менее, чем в два раза 'по" сраввеняю/ t ^приведенными выше.
3.5.Температуру- образца измеряют термоэлектрическими датчиками (термопарами),..приваренными х"оТ5раэщу вблизи вершины исходной усталостной- трещины/-'
П р и м е ч а н и е.-Допускаются иные способы крепления термопар, при условии обеспечения надежного контакта спая термопары с поверхностью образца. Температуру образца, измеряют приборами класса точности не ниже 0,5.
3.6. Приспособления для крепления и нагружения образцов (см. рекомендуемое приложение 6) должны обеспечивать реализацию заданной схемы нагружения, в частности, точную центровку образца и исключить его разрушение в захватах.
При испытании образцов типа 4 номинальные диаметры опорных роликов и центрального нагружающего ножа должны быть равньш'и Ь/3.;
4. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ
"4.1. Испытательные машины должны быть аттестованы в соответствии с ГОСТ 24555—81, тари этом должны быть выполнены требования разд. 3:
< 4,2, Размеры образцов /о, Ь, D и t, а также толщина накладных опорных призм z перед 'иапытаниям'И; измеряют с погрешностью не выше 0,1 мм.
ГОСТ 25.506—85 Стр. 11
4.3. Скорости нагружения образцов устанавливают по скорости перемещения подвижного захвата ,в пределах от 0,02 до 0,2 мм/с.
При испытаниях на определение Kic, Kc, Kqt и К *сскорость нагружения должна соответствовать скорости роста коэффициента интенсивности напряжений в пределах (0,6—1,5) МПа-м "* fc на линейном участке диаграмм «Р—и» или «Р—/».
Примечание. При наличии в НТД на металлопродукцию особых указании допускается проведение испытаний при других скоростях нагружения. В этих случаях скорость нагружения должна быть указана в протоколе испытаний...,-.--
4.4.При проведении испытаний при температурах, отличающихся от комнатной, должны соблюдаться требования к испытаниям, установленным ГОСТ 22706—77, ГОСТ 11150—84, ГОСТ 9651—84. В процессе испытания контролируют температуру образца. Погрещность соблюдения заданной температуры образца в сечении с трещиной не должна превышать ±2ЧС при температурах от минус 269 до 20ЧС и ±5°С при температурах от 20 до 600°С.~.......-:\ '-,
ч
Примечание. Температурный диапазон испытаний на трещиностойкость не должен включать температуры, при которых происходят структурные превращения и возникают деформации ползучести.
4.5.При определении характеристик /Cic, Kc,KqtW Kc испытания образцов и типов 1—^4 проводят до разрушения с регистрацией диаграмм «Р—v».
Характерные типы диаграмм «P—v» (или «Р—/») приведены на черт. 7.
Диаграмма I типа характеризуется расположением; вершины (тонка С) левее прямой 05,, наклоненной к оси v (или f) под уг-: лом as, тангенс которого на 5% меньше тангенса угла а наклона касательной ОА к начальному линейному участку диаграммы. Разрушение образца происходит в точке С диаграммы.г--
Диаграмма II типа характеризуется наличием локального максимума нагрузки (точка D), находящегося левее прямой ОВ. Разрушение образца происходит в точке С диаграммы, расположенной левее прямой OG, наклоненной к оси у (или f) под углом азо. тангенс которого на 30% меньше, чем тангенс угла наклона касательной ОА (угла а).
Диаграмма П1 типа характеризуется наличием максимума нагрузки (точ,ка С), соответствующей разрушению образца,•'ле-. жащец. левее Прямой ,0(7.■■■■■•■■■
Стр. 12 ГОСТ 25.506—85
Т типЛ тип
U-unuf uunuf
ШтипJJmun
It или f if или f
Черт. 7
Диаграмма IV типа представляет собой кривую с максимальной нагрузкой в точке С. Разрушение образца (происходит в точке F диаграммы, расположенной правее точки С.
Примечание.Прямую О В удобно строить следующим образом: из точки А опускают перпендикуляр АЕ на ось о (или f) и откладывают отрезок ЛВ=0,05 АЕ. Через точку О и В проводят прямую 0В. Построение прямой OG проводят таким же образом, но величина AG должна быть равна 0,3 АЕ.
4.5.1. После разрушения образцов вычисляют, с округлением до 0,1 мм, длину исходной усталостной трещины / для шлооких образцов типов I, 3 и 4 или для образцов типа 2 диаметра образца d.
4.5.1.1. Длину / в 'плоских образцах типов 1, 3 и 4 вычисляют с округлением 0,1 мм «ак среднее арифметическое измерение (с погрешностью не более 0,1 мм) не менее чем в 3 точках на контуре усталостной трещины, расположенных через равные кроме-
ГОСТ 25.506—85 Стр. 13
жутки по толщине образца, исключая боковые поверхности. (черт. 8а).
Схемы изломов
t
_ 0,751
0,51
•*-&
0,25t
О
о о
о
Q О
.7
1° °
О
о о
°-*
1 °
о о
о
о о
|о о 1 о
о о о
О
о о
о о о
о о о -~"о
Jl_
I
I
'//
2я
Ул
%
■О
-J_
*ч)
»*4
*5
с *'
d=
i,+dt
3
а—плоских образцов типов 1, 3 и 4; б—цилиндрического образца типа 2; /—граница надреза; 2-нконтур усталостной трещины; 3—статический долом
Черт. 8
Если какие-либо два из указанных результатов измерений отличаются 'более, чем на 10%, образец отбраковывают.
4.6.1.2.Если в образце типа 1 значение средней длшод, усталостной трещины справа и слева от центра образца отличается более чем на 10%, образец отбраковывается.
4.5.1.3.В образце типа 2 измеряют расстояние s между центрами 'пеперечного сечения и статического долома образца, а также диаметры контура усталостной трещины в двух взаимно перпендикулярных направлениях du d2и вычисляют их среднее значение d (черт. 86). Если величина Qs/d и (или) значение '
'Превышает 0,08, образец отбраковывают.
4.5.2. Все измеренные и вычисленные величины заносят в протокол испытания (рекомендуемое приложение 8).
Стр. 14 ГОСТ 25.506—85
4.6. Значения раскрытия трещины 8с определяют при испытании образцов типов 1—4 до разрушения с записью диаграмм «Р—v».
4.6.1. Замеры и вычисление длины исходной усталостной трещины / в образцах типов 1, 3 и 4 и размеров s и d в образцах типа 2 проводят в соответствии с п. 4.5.1.
4.6.2. Все полученные при испытании величины (l\, l%, k, I или d\, d2, d) совместно с диаграммами «Р—и» заносят в протокол испытания.
4.7. Критические значения /-интеграла Jc(hc) определяют на образцах типов 3 и 4 с записью диаграмм «Р—v» для образцов типа 3 и «Р—f» для образцов типа 4.
4.7.1. Первый образец доводят до разрушения. По полученной при испытании диаграмме «Р—v» или «Р—f» анализируют, к какому характерному типу диаграмм она относится (ом. п. 4.5).
4.7.2. В случае получения при испытании диаграммы I типа (черт. 7) по излому образца проводят вычисление длины исходной усталостной трещины / в соответствии с п. 4.5.1.1.
Получение этого типа диаграмм проверяют на не менее трех одинаковых образцах в одинаковых условиях испытаний., Полученные значения l\, k, h, I для каждого образца совместно с диаграммами «P^v» или «Р—f» заносят в протокол испытания (рекомендуемое приложение 8).
4.7.3. Если при испытании первого образца по п. 4.7.1 была получена диаграмма «Р—и» или «Р—f» II, III или IV типа необходимо проведение дополнительных испытаний на одинаковых образцах в одних условиях испытаний.
4.7.4. Следующий образец статически нагружают до заранее выбранного смещения v или прогиба /, составляющего не менее 0,9 vcили 0,9 /с для диаграмм III и IV типов и 0,9 vDили 0,9 fD для диаграмм II типа (черт. 9). При этом значения vc, fc, }d и vD назначают по диаграммам, полученным при испытании по п. 4.7.1. Затем образец разгружают, фиксируют контур статически подросшей трещины и доламывают.
4.7.5. Длину исходной усталостной трещины / вычисляют в соответствии с п. 4.5.1.1.
4.7.6. Статический- подрост трещины А/ вычисляют с округлением до 0,1 мм как среднее арифметическое измерение не менее, чем в 5 точках на'контуре статически подросшей трещины, расположенных через равные промежутки по толщине образца, исключая боковые поверхности (черт. 10). Каждое измерение следует проводить с погрешностью не более 0,1 мм.
ГОСТ 25.5 W-45 Стр. 15
Схемы нагружения и разгрузки образцов при испытании по п. 4.7.4.
В(j0,9VCVC tiunuF
а—диаграмма II типа; б—диаграмма III типа; «— диаграмма IV типа Примечания:
1. Пунктиром показаны диаграммы, полученные при испытании первого образца по п. 4.7.1. 2. о— точка разгрузки образцов.
Черт. 9
Стр. Т6 ГОСТ 25.506—85
4.7.7. В случае, когда статический подрост трещины А/ образца, испытанного по п. 4.7.4, оказался меньше 0,3 мм для образцов толщиной t не более 30 мм или 0,01 - / для образцов толщиной
свыше 30 мм, то величины / и А1, полу-
Схема измерения излома
плоского образца
со статическим
подростом трещины
ченные по пп. 4.7.5 и 4.7.6, совместно с диаграммами «Р—v», или «Р—f» заносят в протокол испытания.
4.7.8. В случае, когда статический
St/б
подрост трещины Д/ образца, испытанно-
го по п. 4.7.4, оказался больше 0,3 мм для образцов толщиной t не более 30 мм и 0,01 • t для образцов свыше 30 мм, то необходимо испытать дополнительно не менее четырех одинаковых образцов в одних условиях испытания. При этом, длины, исходных усталостных трещин /0» измеренных на боковых поверхностях образцов, должны отличаться не более, чем на 10%.
4,7.8.1. Каждый образец нагружают до заранее выбранного смещения и* или прогиба fi меньших 0,9 vc или 0,9 fc для диаграмм III и IV типов и 0,9 vD или 0,9 fDдля диаграмм II типа. При этом значения vc, fc, /d или vDназначают по диаграммам, полученным при испытании по п. 4.7.1. Затем образец разгружают, фиксируют статический подрост трещины и доламывают.
Примечания:
1. Схемы нагружения и разгрузки образцов приведены на черт. П.
4.7.8.2.Длину исходной усталостной трещины / вычисляют по п. 4.5.1.1.
4.7.8.3.Статический подрост трещины А1 вычисляют в соответствии с п. 4.7.6.
4.7.8.4.Полученные значения h, к, к, К Ми М% А/з, А/4, Д4, М для каждого образца совместно с диаграммами «Р—v» или «Р—f» заносят в протокол испытания.
4.7.9. В случае, когда при испытании по п. 4.7.4 образец разрушился до достижении выбранного значения v или f и диаграмма *Р—и» или «Р—f» получилась IV типа, необходимо дополнительно испытать не менее пяти одинаковых образцов в одних ус-
ГОСТ 25.506—85 Стр. 17
ловиях иопытания. При этом длины исходных усталостных трещин, измеренных на боковых поверхностях образцов, не должны отличаться более, чем на 10%.
Схемы нагружения и разгрузки образцов при испытании по п. 4.7.8.1
о, Ui v, щ acuuyruf в№
а—диаграмма II типа; б—диаграмма III типа; в—диаграмма IV типа;
Примечания:
1. Пунктиром показаны диаграммы, полученные при испытания образца по п. 4.7.1. 2. о — точка разгрузки образцов.
Черт. 11
Стр. 18 ГОСТ 25.506—85
4.7.9.1. Каждый образец нагружают до заранее выбранного значения 0,- или /,-. Затем образец разгружают, фиксируют статический подрост трещины и доламывают.
Примечания:
1. Рекомендуется первый образец нагружать до начала спада нагрузки на диаграммах *Р—о> или «Р—/>. Каждый из последующих образцов нагружают последовательно до меньшей величины смещения о< илк прогиба ft, как показано на черт. 12, и затем образец разгружают.
2. Способы фиксации статического подроста трещины указаны в приложении 9.
Схема нагружения и разгрузки образцов при испытании по п. 4.7.9.1
о — точка разгрузке образца,
Черт. 12
4.7.9.2.Длину исходной усталостной трещины / вычисляют по п. 4.5.1.1.
4.7.9.3.Статический подрост трещины Л/ вычисляют по п. 4.7.6.
4.7.9.4.Полученные значения 1и 12, 1$, I, МьД£2, А^> АЦ, Ah, Al для каждого образца, совместно с диаграммами «Р—v» или «Р—f» заносят в протокол испытания.
4.7.10. В случае, когда при испытании по п. 4.7.4 образец разрушился до достижения выбранного значения v или f и диаграмма «р_о» или «P—f» получилась II или III типа проводят вычисление длины исходной усталостной трещины I по п. 4.5.1.1.
4.7.10.1. Полученные значения /ь /2, h, l совместно с диаграммами «Р—о» или «Р—f» заносят в протокол испытания.
4.8. Толщину tcв зоне максимального сужения разрушенных плоских образцов типов 1, 3 и 4 (черт. 8а) определяют как среднее арифметическое двух измеренных значений толщины у вершины трещины на обеих половинках разрушенного образца. На образцах типа 1 также измерения проводят у двух вершин трещины.
ГОСТ 25.506—85 Стр. 19
4.9. Все измеренные и вычисленные при испытании величины и машинные диаграммы «Р—и» или «Р—f» заносят в протокол испытания (рекомендуемое приложение 8).
4.10. Требования по технике безопасности при проведении испытаний — по ГОСТ 12.2.003—74 (СТ СЭВ 1085—78).
Значения поправочных функций У3 и F4 для образцов типов 3 и 4
! Ь
Y,
У,
1 ь
Y3
У4
0,450
8,34
2,29
0,500
9,66
2,66
0,455
8,46
2,32
0,505
9,81
2,70
0,460
8,58
2,35
0,510
9,97
2,75
0,465
8,70
2,39
0,515
10,13
2,79
0,470
8,82
2,42
0,520
10,29
2,84
0,475
8,95
2,46
0,525
10,46
2,89
0,480
9,09
2,50
0,530
10,63
2,94
0,485
9,22
2,54
0,535
10,81
2,99
0,490
9,37
2,58
0,540
10,99
3,04
0,495
9,51
2,62
0,545
11,17
3,09
I 0,550
11,36
3,14
Примечания:
1. Допускается вычислять поправочные функции УьY2', Y$ и У4 по формулам:
К, =0,2369(l+6,827 (^-Y]; К-4 [1-1.017 (£)];
Г3—5,219 [1-5,739 (-£-)];
К4=—1,555 fl—5,456 (-f-)l-
2. При испытании образцов предпочтительных размеров (рекомендуемое приложение 5) значение Kq вычисляют по формуле K.Q*=PQ-g. Значения функции g для образцов типов 1, 2, 3 и 4 приведены в рекомендуемом приложении 5.
5.1.3. Вычисление значения Кю приводят по формулам для Kq по п. 5.1.2.
5.1.3.1. По полученным для заданной температуры испытаний в соответствии с п. 5.1.2 величинам Kq и пределам текучести при той же температуре <то,2 вычисляют расчетные размеры сечения
для плоских образцов (черт. 1, 3, 4)
\ б0,2 /
где безразмерный коэффициент {Зк принимают равным 2,5 для алюминиевых, титановых, магниевых сплавов и сталей; 0,6 для чугунов;
Стр. 22 ГОСТ 25.506—35
для цилиндрических образцов (черт. 2)
V °0.2 У\ "0,2 У
5.1.3.2. Величину Kq, определенную по п. 5.1.3, принимают равной Кю, если для диаграмм «Р—и» III и IV типов Pc^1,1Pq, a для диаграммы II типа Pc^1>1Pd и если для плоских образцов типов 1, 3, 4 выполняются неравенства одной из двух групп:
1.<рк/*<1и<рс=-^ •100«/о<1,5«/й;
2. vc^\,2vQдля диаграмм III и IV типов и сс<1,2увдля диаграмм II типа. Значения vc, vQи vDнаходят графически по полученным диаграммам «Р—и» в соответствии с черт. 7, а для цилиндрических образцов (тип 2)
£W/D<1 и dw/d<l.
Если приведенные неравенства не удовлетворяются, то для •пределения Kic следует испытать образцы большей толщины t или диаметра D.
Примечание. Для нахождения vc, vq или vdна диаграммах <Р—v» из течек С, Q или D, соответственно, опускают перпендикуляр на ось v. Величины vc, vq или vdсоответствуют расстоянию от точки О до точки пересечения перпендикуляров с осью v (черт. 7).
5.1.3.3. В протокол испытания (рекомендуемое приложение 8) записывают полученную величину Kic с указанием, какая группа неравенства п. 5.1.3.2 удовлетворяется. Если ни одна группа неравенств п. 5.1.3.2 не выполняется, то в протоколе испытания приводят величину Kq.
5.1.4. Вычисление значений К*спроводят по формулам п. 5.1.2 с заменой PQна Рс-
Полученные значения Kq принимают равным Кс*-
5.1.5. Перед вычислением Kqt необходимо вычислить величины Осо по формулам:
Р0
осо =--------------для образцов типа 1;
(b—2l)-t
4Р асо =------— для образцов типа 2;
°со
PQ
— для образцов типа 3;
(b-l)t
b—l
6P0fc осо=---------------Для образцов типа 4,
где значения Pq ёерут по п. 5.1.1.
ГОСТ 25.506—65 Стр. 23
5.1.5.1. В случае, когда аСо меньше 0,8 сто,2 по формулам п. 5.1.2 вычисляют значения Kq.
5.1.5.2. По полученным по п. 5.1.5.1 значениям Kq вычисляют значения 1Тдля плоских образцов типов 1, 3 и 4 по формуле
7Vя V °о.2
ёт для цилиндрических образцов типа 2
2
dT=d----
/ *Q
где y = 210-^*+1,8 при /* от 1хЮ~3 до 20х10~3 и у = 6 при t* больших 20 X Ю-3.
5.1.5.3. Значение Кот получают по формулам п. 5.1.2 с заменой Kq на Kqt, I на 1Тдля образцов типов 1, 3 и 4 и d на dTдля образцов типа 2.
5.1.6. Вычисление Кс, при условии, когда стсо меньше 0,8 о0,2, проводят в соответствии с п. 5.1.5 с заменой Kqt на Кс и Pq на Р'с.
5.1.7. Полученные значения Д"е, Kic, Кс , Кс, Kqt, стсо, 1т и dr с учетом п. 5.1.3.3 заносят в протокол испытания.
5.2. Вычислениераскрытиятрещины бс
5.2.1. Величину 6с вычисляют для точек С диаграмм «Р—и» I—IV типов (черт. 7) по формулам:
/С*(1—ц3)
8с=—:------------h^pc— для образцов типов 1 и 2;
K'-O-ti») ,(6-/)
§с=— —------^_ v'ln, -t>Pc — для образцов типа 3;
23e>2£ Зг+1,75*+2/
/СсС—^2) , 0,4(6-/) .
*С=2%2Е + ОАЬ+О.Ш+г "°рС ~ ДЛ* °браЗЦ°ВТИПЗ4'
где К*свычисляют по п. 5.1.4 для соответствующих типов образцов, a vpCнаходят графически из полученных диаграмм «Р—и» в соответствии с черт. 7.
Примечание. Для нахождения vPc на диаграммах «Р—и> из точки С провэдят прямую, параллельную начальному линейному участку диаграммы, до пересечения с осью v (на черт. 7 показана пунктиром). Величина vpcсоответствует расстоянию на диаграмме между точкой О и точкой пересечения этой прямой с осью v.
5.2.2. Полученные значения Kq , 6с и vpCзаносят в протокол испытания (рекомендуемое приложение 8).
Стр. 24 ГОСТ 25.506—85
5.3. ВычислениекритическихзначенийJc(hc) 5.3.1. По диаграммам «Р—и» или «Р—f», полученным при испытании образцов по п. 4.7.2 или 4.7.10, выделяют пластическую часть (черт. 13 а, б, в) и вычисляют работу АрС, соответствующую пластической части площади под диаграммой.
Примечание. Для разделения площади под диаграммами «Р—v» или «Р—/» из точки С диаграммы (черт. 13а, б, в) проводят прямую, параллельную начальному линейному участку диаграммы.
Схема выделения пластической части по диаграммам «Р—v» или «Р—■}»
и и пи f
а—диаграмма I типа; б—диаграмма II типа; в—диаграмма III типа; г—при разгрузке образца; о—точка разгрузки образца
Черт. 13
5.3.1.1. Значение Jc(hc) вычисляют по формуле
*2
Jc--
(1-^Жс'
+ :?£.—.
(ft—i)t k
где К*свычисляют в соответствии с п. 5.1.4;
/ — значение исходной длины трещины, вычисленное по пп. 4.7.2 и 4.7.10.
Значение к и k для образцов:
типа 3
х=2+0,522^=Я k=l+ Гу
rv=0,25b+z;
типа 4
х=2, k=\.
5.3.2. В случае, если при испытаниях, проводимых по п. 4.7.4 и в результате замеров Д/ по п. 4.7.6, оказалось, что статический
ГОСТ 25.506—85 Стр. 25
подрост трещины А/ менее 0,3 мм на образцах толщиной не более 30 мм или А/ менее 0,01 t при толщине образцов более 30 мм (п. 4.7.7), то для вычисления Jc(hc) по диаграмме «Р—v» или «Р—f» выделяют пластическую часть (черт. 13 г) и вычисляют работу Ар, соответствующую пластической части под диаграммой, ограниченной точкой разгрузки.
5.3.2.1. Значение Jc(hc) вычисляют по формуле п. 5.3.1.1 с заменой АРс на Арг и К*сна К* (значение К* вычисляют в соответствии с п. 5.1.4 с заменой Рсна Р,).
5.3.3. При получении результатов испытаний по п. 4.7.8.4 по диаграммам «Р—v» или «Р—/» вычисляют для каждого испытанного образца работу Api(черт. 13 г),соответствующую пластической части площади под диаграммой, ограниченной точкой разгрузки.
5.3.3.1. Значение Л для каждого образца вычисляют по формуле
, К*20-у)■ api* Е{b—l)t k '
где К* вычисляют в соответствии с п. 5.1.4 с заменой Рсна Р,-, а значения параметров х и k по п. 5.3.1.1.
5.3.3.2. В координатах «/—А/» для образцов толщиной t не более 30 мм или «/—Al/t» для образцов толщиной t более 30 мм наносят расчетную прямую ON (черт. 14), вычисленную по формуле
•/=(ао,2+°в)^/ — при t не более 30 мм,
при У=(оо,2+°й)Д^ — при t более 30 мм.
О 0/5 0,60 1,05 1,50 А1,мм
I___I______I_______I_______I____________
0,0051 0,0201 0,035t 0,050t Al/t
Ф —скорректированные значения /^ Черт. 14
Стр. 26 ГОСТ 25.506—85
5.3.3.3. Для образцов толщиной не более 30 мм параллельно полученной по п. 5.3.3.2. прямой ON на расстояниях Д/, равных 0,15; 0,60; 1,05 и 1,50 мм проводят прямые ООМ1), 0(2>ЛА2>, CX3W<3> и 0<4W<<).
5.3.3.4. Для образцов толщиной / более 30 мм параллельно полученной по п. 5.3.3.2 прямой ON на расстояниях Al/t, равных 0,005 t; 0,020 t; 0,035 t и 0,050 t проводят прямые CX'WO, 0<2W<2>, 0(3)Л/(3) и СК4>ЛД4>.
5.3.3.5. Для образцов толщиной t не более 30 мм вычисленные по ;п. 5.3.3.1 значения /< для каждого образца при соответствующих значениях А/ (п. 4.7.8.4) представляют графически в виде точек в координатах «/—Л/» (черт. 14).
5.3.3.6. Для образцов толщиной t более 30 мм вычисленные по п. 5.3.3.1 значения У* Для каждого образца при соответствующих величинах Al/t (п. 4.7.8.4) представляют графически в виде точек в координатах «J—Al/t» (черт. 14).
5.3.3.7. Если не менее четырех точек, построенных по п. 5.3.3.5 или 5.3.3.6 попало в интервал между прямыми CH'WO) и СК41Л/(4> и в каждом из интервалов OVW> — 0<2W2), OWNW — 0<3>ЛА3> и 0<3W<3) — 0<4W<4) находится не менее одной точки, то через эти точки проводят прямую линию ММ.
5.3.3.11. Если условия пп. 5.3.3.7 и 5.3.3.8 не выполняются, необходимо провести дополнительные испытания образцов.
5.3.3.12. Значение /, соответствующее точке М пересечения прямых ON и ММ, принимают равной ]с-.
ГОСТ 25.506—85 Стр. 27
5.3.4.В случае проведения испытаний по п. 4.7.9, результаты испытания (п. 4.7.9.4) обрабатывают по методике п. 5.3.3.
5.3.5.Величины /с, полученные по пп. 5.3.1.1, 5.3.2.1, 5.3.3.11 и по п. 5.3.4, принимают равными /к, если они удовлетворяют неравенству
tPj\t>\,
где
Jc tPj=$j--------;—.
°0,2+eB
Коэффициент Р/ равен 200 при 00,2/сгв меньших 0,6
иру=_375-^-+425
ав
при значениях 0о,2/<*в больших или равных 0,6.
5.3.6.Если условия п. 5.3.5 не выполняются, то для получения величины Jic следует испытать образцы большей толщины.
5.3.7.По полученным по п. 5.1.3 величинам Kic допускается вычислять значения Jic по формуле
JIC=--------------
5.3.8.Полученные для каждого образца значения АрСили Api, К^ или К*, Jcили Jic заносят в протокол испытания (приложение 8) с указанием формулы вычисления /,-. Кроме того, в протокол испытания заносят значения $pJи trj.
Стр. 28 ГОСТ 25.506—85
ПРИЛОЖНЕНИЕ 1 Обязательное
ОБОЗНАЧЕНИЯ И ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИН
Символ
Название
Единица измерения
Примечание
к
Коэффициент интенсивности
МПа-м'/2
См. п. 1.3 и при-
напряжений
ложение 2 п. 4
Ki
Коэффициент интенсивности
То же
См. п. 1.3 и прило-
напряжений для трещины от-
жение 2 п. 5
рыва
к*
Расчетная величина коэффициента интенсивности напряжений
>
См. п. 5.1.2
Кю
Критический коэффициент
»
См. п. 1.3 и прило-
интенсивности напряжений
жение 2 п. 6
Kqt
Критический коэффициент
>
См. п. 1.3 и при-
интенсивности напряжений для
ложение 2 п. 7
образца данной толщины или
диаметра
Кс
Критический коэффициент
»
См. п. 1.3 и при-
интенсивности напряжений для
ложение 2 п. 8
образца данной толщины или
диаметра при максимальной
к*
нагрузке Условный коэффициент ин-
»
См. п. 5.3.2.1 и
тенсивности напряжений
приложение 2 п. 9
*с
Условный критический коэф-
»
См. п. 1.3 и прило-
фициент интенсивности напря-
жение 2 п. 10
жений для образца данной
толщины или диаметра
Атах
Наибольший коэффициент интенсивности напряжений цикла
»
См. п. 2.6
Ос
Раскрытие в вершине тре-
м
См. п. 1.3 и при-
щины при максимальной на-
ложение 2 п. 12
/
грузе Рс джей-интеграл
МДж/м2
См. п. 1.3 и приложение 2 п. 13
h
Расчетная величина /-интеграла
То же
См. п. 5.3.3.1
JcUic)
Критический /-интеграл
*
См. п. 1.3 и приложение 2 п. 14
р
Нагрузка, действующая на образец в процессе испытания
МН
Mt..... Д/s
Статический подрост исход-
м
См. п. 4.7.3.3, а
ной усталостной трещины в
также черт. 10
соответствующем сечении пло-
ских образцов
ГОСТ 25.506—85 Стр. 29
Продолжение
Символ
Название
Единица измерения
Примечание
А/
Средний статический под-
М
См. п. 4.7.3.3, а
рост исходной усталостной
также черт. 19
трещины
d
Средний диаметр контура исходной усталостной трещины в образцах типа 2
То же
См. п. 4.5.1.3, также черт. 8
а
<*1
Диаметры контура исходной
»
То же:
d2
усталостной трещины в двух взаимно перпендикулярных направлениях в образцах типа 2
dr
Расчетный диаметр ослабленного сечения образца типа 2 с учетом пластической зоны
»
См. п. 5.1.5.2
s
Расстояние между центрами поперечного сечения и статического излома в образцах типа 2
»
См. п. 4.5.1.3, также черт. 8
а
2
Расстояние между торцевой поверхностью образцов типов 3 или 4 и кромками накладных опорных призм
»
См. п. 3.3.1, а же черт. 6
так-
'с
Средняя толщина плоских образцов в зоне разрушения
»
См. п. 4.8, а же черт. 8
так-
'рк
Расчетная толщина образцов типов 1, 3 и 4 при вычислении К гс-
»
См. п. 5.1.3.1
tpj
Расчетная толщина плоских образцов типов 3 и 4 при вычислении Jic
»
См. п. 5.3.5
t*
Безразмерный параметр, численно равный толщине образцов типов 1, 3 и 4
См. п. 5.1.5.2
dpK
Расчетные диаметры по ос-
»
См. п. 5.1.3.1
Dpk
лабленному и неослабленному сечениям образцов типа 2
AF
Расчетная площадь статического подроста усталостной трещины
м2
См. п. 5.3.3.8
S
Расчетная длина контура статически подросшей трещины
Максимальная нагрузка, дей-
м
См. п. 5.3.3.8
Pc
МН
См. п. 5.1.1
ствующая на образец
Pd
Нагрузка, действующая на образец и соответствующая точке локального максимума на диаграмме «Р—и» или «Р—/» II типа
То же
То же
P°
Расчетная нагрузка на образец
>
>
Стр. 30 ГОСТ 25.504—85
Продолжение
Единица
Символ
Название
измерения
Примечание
О"0,2
Условный предел текучести
МПа
О-в
Временное сопротивление (предел прочности)
То же
О"о
Номинальное напряжение по ослабленному сечению образ-
»
См. п. 2.6
Ссо
ца
Номинальное разрушающее напряжение по ослабленному сечению образца
>
См. п. 5.1.5
Лрг
Работа, соответствующая пластической части под диаграммами «Р—V» ИЛИ «Р—f»
МДж
См. п. 5.3.2
АРс
Работа, соответствующая пластической части под диаграммами «Р—V» ИЛИ «Р—{»
при разрушении образца
То же
См. п. 5.3.1
Н, d, /9, L,
Размеры образцов
м
См. п. 2.2, а так-
t, L\, b, e,
же черт. 1—5
a, D, h, bx
I
Средняя длина (полудлина) исходной усталостной трещины
То же
См. п. 4.5.1
h, h, k
Длина (полудлина) исходной
»
См. п. 4.5.1.1, а
усталостной трещины, измерен-
также черт. 8
ная в соответствующем сече-
нии излома плоского образца
It
Расчетная длина (полудлина) исходной трещины с учетом пластической зоны
»
См. п. 5.1.5.2
tc
Относительное сужение образцов типов 1, 3 и 4 в зоне разрушения
%
См. п. 5.1.3.2
V
Смещение берегов надрезов образцов типов 1, 2, 3 и 4
м
См. п. 1.2
f
Прогиб образцов типа 4
То же
См. п. 1.2
»c
Смещение берегов надреза
»
См. п. 5.1.3.2, а
Vg
образцов, соответствующие ха-
также черт. 7
vD
рактерным точкам на диаграммах «Р—v» или «Р—/»
Vpc
Условное пластическое сме-
>
См. п. 5.2.1, а
щение v, соответствующее точ-
также черт. 7
ке С диаграммы «Р—v»
У Ь У,'. У2",
Поправочные функции
См. п. 5.1.2
Уг, У*, g
R
Коэффициент асимметрии цикла
См. и. 2.6
Р/. Рк
Безразмерные коэффициенты
См. п. 5.1.3.1
Y
Безразмерный коэффициент
См. п. 5.1.5.1
k, X
Безразмерные коэффициенты
См. п. 5.3.1.1
rv
Расчетный параметр геометрии образца
м
См. п. 5.3.1.1
1*
Коэффициент Пуассона
См. п. 5.2.1
ГОСТ 25.506—85 Стр. 31
Продолжение
Символ
Название
Единица измерения
Примечание
Е Z
Модуль нормальной упругости
Расстояние между осями отверстий для крепления накладных опорных призм
МПа м
См. п. 5.2.1
См. п. 3.3.1.2 и черт. 6
Категория:
скачать Гост
строительные нормы и правила
стройка
Кодексы
СНиПы