|
Рисунок |
B.3 – |
Типове розростання втомної тріщини алюмінієвого сплаву |
|
Figure |
B.3– |
Typical fatigue crack growth curves for aluminium alloy EN AW-6005A T6 LT |
|
Таблиця |
B.1(a) – |
Значення рівня розростання втомної тріщини для |
|
Table |
B.1(a) – |
Fatigue crack growth rate data for EN AW-6005A T6 LT, |
|
коефіцієнт напруження -ratio |
Інтенсивність напруження [Нмм-2м0,5] Stress intensity [Nmm-2m0,5] |
коефіцієнт напруження -ratio |
Інтенсивність напруження [Нмм-2м0,5] Stress intensity [Nmm-2m0,5] |
||||
|
0,100 |
3,30 4,50 8,00 32,4 41,61 60,00 |
15,00 7,52 2,96 12,0 12,0 12,0 |
1,65789E-19 1,29310E-14 1,67380E-10 4,10031E-24 4,10031E-24 4,10031E-24 |
0,500 |
2,00 2,72 4,20 6,50 21,00 29,17 42,50 |
16,29 3,85 4,87 2,81 12,23 12,23 12,23 |
1,24322E-16 3,17444E-11 7,41477E-12 3,50674E-10 1,21158E-22 1,21158E-22 1,21158E-22 |
|
0,200 |
2,90 3,80 7,50 29,60 37,98 55,00 |
18,53 5,87 2,93 12,43 12,43 12,43 |
2,67965E-20 5,94979E-13 2,22754E-10 2,25338E-24 2,25338E-24 2,25338E-24 |
0,650 |
1,50 1,95 2,20 3,55 6,00 15,00 22,18 |
16,93 4,43 2,39 4,77 3,05 12,00 12,00 |
1,04285E-14 4,41861E-11 2,20681E-10 1,06838E-11 2,32639E-10 6,08450E-21 6,08450E-21 |
|
0,300 |
2,60 3,40 7,35 26,00 34,49 50,00 |
18,67 5,24 2,82 12,40 12,40 12,40 |
1,77471E-19 2,47080E-12 3,06087E-10 8,41151E-24 8,41151E-24 8,41151E-24 |
0,800 |
1,00 1,28 1,55 3,50 4,60 9,20 13,48 |
13,03 4,99 2,50 6,03 3,12 15,93 15,93 |
9,99999E-12 7,28970E-11 2,16851E-11 2,61124E-12 2,22506E-10 9,83032E-23 9,83032E-23 |
|
Таблиця |
B.1(b) – |
Значення рівня розростання втомної тріщини для |
|
Table |
B.1(b) – |
Fatigue crack growth rate data for EN AW-6005A-T6 LT, |
|
коефіцієнт напруження -ratio |
Інтенсивність напруження [Нмм-2м0,5] Stress intensity [Nmm-2m0,5] |
коефіцієнт напруження -ratio |
Інтенсивність напруження [Нмм-2м0,5] Stress intensity [Nmm-2m0,5] |
||||
|
0,100 |
0,85 1,16 1,60 8,00 32,40 41,61 |
11,09 3,74 2,69 2,96 12, 0 12, 0 |
6,06810E-11 1,80712E-10 2,96984E-10 1,67380E-10 4,10322E-24 4,10322E-24 |
0,500 |
0,85 1,16 1,60 5,55 6,50 21,00 29,17 |
11,09 3,74 2,70 5,09 2,81 12,20 12,20 |
6,06910E-11 1,80712E-10 2,95817E-10 4,92250E-12 3,50674E-10 1,20951E-22 1,20951E-22 |
|
0,300 |
0,85 1,16 1,60 6,70 7,35 26,00 34,49 |
11,09 3,74 2,71 5,52 2,82 12,40 12,40 |
6,06910E-11 1,80712E-10 2,93585E-10 1,41317E-12 3,06087E-10 8,42100E-24 8,42100E-24 |
0,650 |
0,85 1,16 1,60 4,95 6,00 15,00 22,18 |
11,09 3,74 2,69 4,76 3,05 12,04 12,04 |
6,06910E-11 1,80712E-10 2,96037E-10 1,08127E-11 2,32639E-10 6,08100E-21 6,08100E-21 |
|
|
|
|
|
0,800 |
0,85 1,16 1,60 4,15 4,60 9,20 13,48 |
11,09 3,74 2,72 6,01 3,12 15,93 15,93 |
6,06910E-11 1,80712E-10 2,92718E-10 2,68983E-10 2,22506E-10 9,81913E-23 9,81913E-23 |
|
Рисунок |
B.4 – |
Криві типового рівня розростання втомної тріщини для різних |
|
Figure |
B.4– |
Typical fatigue crack growth rate curves for various wrought alloys |
|
Примітка. Сплави 2024 TL та 7075 LT не рекомендуються для будівель та робіт цивільного проектування. Вони надані для порівняння. |
|
NOTE: The alloys 2024 TL and 7075 LT are not recommended for buildings and civil engineering works. They are givEN here for comparative reasons. |
|
Рисунок |
B.5 – |
Криві типового розростання втомної тріщини для різних ливарних сплавів |
|
Figure |
B.5– |
Typical fatigue crack growth curves for various cast alloys |
|
Примітка. Сплави AC-21100 та AC-211000 не рекомендуються для будівель та робіт цивільного проектування. Вони надані для порівняння. |
|
NOTE: The alloys AC-21100 and AC-211000 are not recommended for buildings and civil engineering works. They are givEN here for comparative reasons. |
|
Рисунок |
B.6 – |
Криві типового розростання втомної тріщини для різних деформованих сплавів |
|
Figure |
B.6– |
Typical fatigue crack growth curves for various wrought alloys |
|
Таблиця |
B.2 – |
Значення рівню розростання втомної тріщини для деформованих сплавів |
|
Table |
B.2 – |
Fatigue crack growth rate data for wrought alloys, = constant |
|
коефіцієнт напруження -ratio |
Інтенсивність напруження [Нмм-2м0,5] Stress intensity [Nmm-2m0,5] |
||
|
a) 0,100 |
1,68 1,89 2,96 4,75 6,70 19,51 28,70 34,50 |
34,8 4,23 1,94 6,69 2,80 5,96 8,74 8,74 |
1,47182E-19 4,06474E-11 4,88644E-10 2,95135E-13 4,82538E-10 4,12350E-14 3,57541E-18 3,57541E-18 |
|
b) 0,800 |
0,87 1,24 2,27 3,40 6,44 11,45 |
10,43 3,33 2,98 4,69 10,8 10,8 |
4,27579E-11 1,95935E-10 2,60324E-10 3,24644E-11 3,73040E-16 3,73040E-16 |
|
Примітка. Ці значення є верхніми границями поверхні, що отримані з кривих на рисунках B.4(a) та (b). |
|
NOTE: These values are upper bound envelopes derived from curves in Figure B.4(a) and (b). |
|
Таблиця |
B.3 – |
Рівень розростання втомної тріщини для ливарних сплавів, |
|
Table |
B.3 – |
Fatigue crack growth rate cast alloys, = constant |
|
коефіцієнт напруження -ratio |
Інтенсивність напруження [Нмм-2м0,5] Stress Intensity [Nmm-2m0,5] |
||
|
a) 0,100 |
3,28 3,45 4,60 12,18 23,07 27,30 |
35,46 11,01 4,37 5,78 19,12 19,12 |
5,10219E-30 7,18429E-17 1,82159E-12 5,37156E-14 3,47503E-32 3,47503E-32 |
|
b) 0,800 |
1,42 1,76 5,82 8,70 |
21,24 3,55 18,1 18,1 |
6,08486E-15 1,34235E-10 1,05480E-21 1,05480E-21 |
|
Примітка. Ці значення є верхніми границями поверхні, що отримані з кривих на рисунках B.5(a) та (b). |
|
NOTE: Values are upper bound envelopes derived from curves in Figure B.5(a) and (b). |
|
Таблиця |
B.4 – |
Рівень розростання втомної тріщини для деформованих сплавів |
|
Table |
B.4 – |
Fatigue crack growth rate data for wrought alloys, 10 Nmm-2m0,5 = constant |
|
коефіцієнт напруження -ratio |
Інтенсивність напруження [Нмм-2м0,5] Stress Intensity [Nmm-2m0,5] |
||
|
0,100 |
0,76 1,26 19,50 28,71 34,48 |
9,13 2,77 5,95 8,79 8,79 |
1,21148E-10 5,26618E-10 4,18975E-14 3,07173E-18 3,07173E-18 |
|
0,800 |
0,76 1,22 4,37 6,76 11,45 |
9,27 2,84 5,28 11,02 11,02 |
1,27475E-10 4,56026E-10 1,24266E-11 2,12818E-16 2,12818E-16 |
|
Примітка. Ці значення є верхніми границями поверхні, що отримані з кривих на рисунках B.6(a) та (b). |
|
NOTE: Values are upper bound envelopes derived from curves in Figure B.6(a) and (b). |
|
а) Значення для гладкої плити; = коефіцієнт глибини тріщини |
a) value for plain plate; = crack depth ratio |
|
б) Значення для концентрацій напруження на кромці зварного шва |
b) value for weld toe stress concentration |
|
в) Значення для зварного шва |
c) values for welded joint |
|
Рисунок |
B.7 – |
Використання типових стандартних геометричних вирішень для та |
|
Figure |
B.7– |
Use of typical standard geometry solutions forand |
Додаток с(ДОВІДКОВИЙ)випробування для розрахунку на втому |
|
Annex C[INFORMATIVE]Testing for fatigue design |
C.1 Загальні положення |
|
C.1 General |
|
(1) Якщо немає достатньої кількості даних для повної перевірки конструкції за допомогою розрахунків у відповідності з 2.2.1 та 2.2.2, повинні бути наведені додаткові підтвердження, отримані за допомогою спеціальної програми випробувань. У цьому випадку дані випробувань можуть бути потрібні з однієї з наступних причин: |
|
(1) Where there are insufficient data for complete verification of a structure by calculations in accordance with 2.2.1 or 2.2.2, supplementary evidence should be provided by a specific testing programme. In this case test data may be required for one or more of the following reasons: |
|
a) Немає історії або спектру прикладеного навантаження для одиничного або багаторазового навантаження, і неможливо визначити їх за допомогою практичних методів або конструкційних розрахунків (див. 2.3.1 та 2.3.2). Особливо це може стосуватися рухомих конструкцій, що зазнають гідравлічного або аеродинамічного навантаження, в яких можуть виникнути динамічні або резонансні ефекти; |
|
a) The applied load history or spectrum, for either single or multiple loads, is not available and is beyond practical methods of structural calculations (see 2.3.1 and 2.3.2). This may apply particularly to moving, hydraulically or aerodynamically loaded structures where dynamic or resonance effects can occur; |
|
b) геометричні характеристики конструкції настільки складні, що неможливо оцінити сили в елементі або зони місцевих напружень за допомогою практичних методів або розрахунків (див. 5.2 та 5.4); |
|
b) the geometry of the structure is so complex that estimates of member forces or local stress fields can not be obtained by practical methods of calculations (see 5.2 and 5.4); |
|
c) матеріали, просторові деталі або методи виробництва елементів з’єднань відрізняються від наданих в таблицях деталізованих категорій; |
|
c) the materials, dimensional details, or methods of manufacture of members or joints are different from those given in detail category tables; |
|
d) дані щодо розростання тріщини необхідні для перевірки проектування з урахуванням допустимих руйнувань |
|
d) crack growth data are needed for damage tolerant design verification. |
|
(2) Випробування можуть проводитися на цілих прототипах, на конструкціях, еквівалентних конструкціям, що мають бути побудовані, або на їх частинах. Інформація, що отримана з випробувань, повинна враховувати ступінь, до якого навантаження, матеріали, конструкційні деталі та методи виробництва випробовуваної конструкції або елементів відповідають конструкції, що має бути побудована. |
|
(2) Testing may be carried out on complete prototypes, on structures equal to the one to be built or on component parts thereof. The type of information being derived from the test should take into account the degree to which the loading, materials, constructional details and methods of manufacture of the test structure or components thereof reflect the structure to be built. |
|
(3) Дані випробувань можуть використовуватися замість стандартних даних лише тоді, коли вони отримані та застосовані у відповідності з контрольними методиками. |
|
(3) Test data should only be used in lieu of standard data if it is obtained and applied using controlled procedures. |
C.2 Отримання значень дійсних навантажень |
|
C.2 Derivation of action loading data |
C.2.1 Зафіксовані конструкції, що зазнають механічного впливу |
|
C.2.1 Fixed structures subject to mechanical action |
|
(1) Сюди відносяться такі конструкції, як мости, підкранові балки та опори машинного обладнання. Подібні конструкції, щозазнають таких самих навантажень, можуть використовуватися для отримання амплітуди, фаз та частоти прикладених навантажень. |
|
(1) This includes structures such as bridges, crane girders and machinery supports. Existing similar structures subject to the same loading sources may be used to obtain the amplitude, phasing and frequency of the applied loads. |
|
(2) Тензометричні датчики, датчики деформацій та прискорення, закріплені до обраних компонентів, які були калібровані при прикладених навантаженнях, можуть записувати шлях зусилля за типовий робочий період конструкції, використовуючи аналогове або цифрове обладнання збору даних. Елементи повинні бути обрані таким чином, щоб основні компоненти навантаження могли бути виведені незалежно від використанні коефіцієнтів впливу, отриманих з навантажень калібрування. |
|
(2) Strain, deflection or acceleration transducers fixed to selected components which have been calibrated under known applied loads can record the force pattern over a typical working period of the structure, using analog or digital data acquisition equipment. The components should be selected in such a way that the main load components can be independently deduced using the influence coefficients obtained from the calibration loads. |
|
(3) Альтернативні датчики навантаження можуть буди вбудовані у контактну поверхню між прикладеним навантаженням та конструкцією, а неперервний запис, може бути отриманий за допомогою використання такого ж самого обладнання. |
|
(3) Alternatively load cells can be mounted at the interfaces between the applied load and the structure and a continuous record obtained using the same equipment. |
|
(4) Маса, жорсткість та логарифмічний декремент випробовуваної конструкції повинні складати до 30% цих показників кінцевого розрахунку, а власна частота режимів роботи, яка спричиняє найбільші деформаційні коливання, повинна складати до 10%. У іншому випадку реакція на навантаження повинна бути послідовно перевірена на конструкції, створеній відповідно до кінцевого розрахунку. |
|
(4) The mass, stiffness and logarithmic decrement of the test structure should be within 30% of that in the final design and the natural frequency of the modes giving rise to the greatest strain fluctuations should be within 10%. If this is not the case the loading response should be subsequently verified on a structure made to the final design. |
|
(5) Частотна складова спектру навантаження, отримана з робочого періоду, повинна бути помножена на співвідношення терміну служби та робочого періоду для отримання спектру кінцевого розрахунку. Також при потребі необхідно робити допущення збільшення інтенсивності або частоти, або статистичної екстраполяції з виміряного періоду до терміну служби. |
|
(5) The frequency component of the load spectrum obtained from the working period should be multiplied by the ratio of the design life to the working period to obtain the final design spectrum. Allowance for growth in intensity or frequency, or statistical extrapolation from measured period to design life should also be made as required. |
C.2.2 Зафіксовані конструкції, що зазнають впливу умов зовнішнього середовища |
|
C.2.2 Fixed structures subject to actions due to exposure conditions |
|
(2) Рекомендується послідовна перевірка навантаження на конструкції до кінцевого розрахунку, якщо початкові дані навантаження отримані з конструкцій з власною частотою або різницею амортизації більше, ніж 10%, або якщо форма поперечного перерізу не є ідентичною. |
|
(2) It is recommended that the loading is subsequently verified on a structure to the final design if the original loading data are obtained from structures with a natural frequency or damping differing by more than 10%, or if the cross-sectional shape is not identical. |
|
(3) Спектр кінцевого розрахунку може бути отриманий в показниках напрямку, інтенсивності та частоти навантаження, при можливості модифікацій за допомогою порівняння даних навантаження за період збору даних з метеорологічними записами, отриманими впродовж типового розрахункового терміну служби конструкції. |
|
(3) A final design spectrum can be obtained in terms of direction, intensity and frequency of loading, suitably modified by comparing the loading data during the data collection period with the meteorological records obtained over a typical design life of the structure. |
C.2.3 Рухомі конструкції |
|
C.2.3 Moving structures |
|
(1) Сюди входять такі конструкції, як мостові крани та інші конструкції на колесах, транспортні засоби та плавуючі конструкції. В таких типах конструкцій геометричні характеристики поверхні рухомої частини повинні бути адекватно визначені в показниках форми та амплітуди нерівностей поверхні та частоти, так як це має значний вплив на динамічне навантаження конструкції. |
|
(1) This includes structures such as travelling cranes and other structures on wheels, vehicles and floating structures. In these types of structure the geometry of the riding surface should be adequately defined in terms of shape and amplitude of undulations and frequency, as this will have a significant effect on the dynamic loading on the structure. |
|
(2) Інші впливи навантажень, такі як завантаження та розвантаження, можуть вимірюватися за допомогою принципів, вказаних у C.2.1. |
|
(2) Other load effects such as cargo on and off loading can be measured using the principles outlined in C.2.1. |
|
(3) Поверхні рухомої частини, такі як виготовлені для особливих цілей випробувальні шляхи, можуть використовуватися для отримання історій навантажень для розрахунків прототипів. Дані навантаження, що отримані з попередніх конструкцій, повинні застосовуватися з обережністю, так як невеликі відмінності, наприклад, в проектуванні візка, можуть значно змінити динамічну характеристику. Рекомендується перевірка навантаження у кінцевому розрахунку, якщо не приймається повна шкала випробувань на втому (див. C.3). |
|
(3) Riding surfaces such as purpose-built test tracks may be used to obtain load histories for prototype designs. Load data from previous structures should be used with caution, as small differences, particularly in bogie design for example, can substantially alter the dynamic response. It is recommended that loading is verified on the final design if full scale fatigue testing is not to be adopted (see C.3). |
C.3 Отримання даних напруження |
|
C.3 Derivation of stress data |
C.3.1 Дані випробувань окремих елементів конструкції |
|
C.3.1 Component test data |
|
(1) Якщо наявні прості елементи, а компоненти основного зусилля можно легко підрахувати або виміряти, то доцільним є випробування елементів, що включають з’єднання або конструкційну деталь, що необхідно розрахувати. |
|
(1) Where simple members occur such that the main force components in the member can be calculated or measured easily it will be suitable to test components containing the joint or constructional detail to be analysed. |
|
(2) Відповідний зразок з такими ж розмірами, які використовуються в кінцевому розрахунку, повинен вимірюватися у відповідності з спрощеним розрахунком місцевого напруження (див. Додаток D), з використанням підходящого методу, такого як вимірювання за допомогою датчиків деформації електричного опору, картини муарових полос або температурної пружної техніки. Кінці елемента повинні знаходитися достатньо далеко від місця, яке необхідно випробувати, щоб місцеві ефекти в точці прикладання навантаження не впливали на розподіл напруження в точці. Складові зусилля та градієнти напруження в зоні , де необхідне випробування, повинні бути ідентичні до тих, що діють у всій конструкції. |
|
(2) A suitable specimen of identical dimensions to that used in the final design should be gauged according to the simplified geometric stress assessment (see Annex D) using a convenient method such as electric resistance strain gauges, moiré fringe patterns or thermal elastic techniques. The ends of the component should be sufficiently far from the local area of interest that the local effects at the point of application of the applied loads do not affect the distribution of stress at the point. The force components and the stress gradients in the region of interest should be identical to those in the whole structure. |
|
(3) Коефіцієнти впливу можуть бути отримані з статично прикладених навантажень, які дозволять визначити шлях напруження для будь-якої комбінації складових навантаження. Якщо потрібно, коефіцієнти можуть бути отримані зі зразків зі зменшеними розмірами, при умові, що компонент у масштабі відповідає зразку. |
|
(3) Influence coefficients can be obtained from statically applied loads which will enable the stress pattern to be determined for any desired combination of load component. If required the coefficients can be obtained from scaled down specimens, provided the whole component is scaled equally. |
C.3.2 Дані випробувань конструкції |
|
C.3.2 Structure test data |
|
(1) В певних типах конструкцій, таких як оболонкові конструкції, цілістність конструкційного матеріалу може спричиняти неможливість ізоляції компонентів за допомогою простих прикладених зусиль. У цьому випадку дані напруження повинні отримуватися з прототипів або виробничих конструкцій |
|
(1) In certain types of structure such as shell structures the continuity of the structural material may make it impracticable to isolate components with simple applied forces. In this case stress data should be obtained from prototypes or production structures. |
|
(2) Такі ж самі методи вимірювання можуть використовуватися для випробування компонентів. Для більшості випадків загального використання рекомендується прикладати статичні навантаження як незалежні складові, так, щоб напруження могли комбінуватися за допомогою коефіцієнтів індивідуального впливу для точки, на якій необхідне випробування. Навантаження повинне пройти крізь цикл перевірок в роботі перед отриманням значень коефіцієнта впливу. |
|
(2) Similar methods for measurement may be used as for component testing. For most general use it is recommended that static loads are applied as independent components so that the stresses can be combined using the individual influence coefficients for the point of interest. The load should go through a shakedown cycle before obtaining the influence coefficient data. |
C.3.3 Перевірка історії напруження |
|
C.3.3 Verification of stress history |
|
(1) Такий же метод, як описаний у C.3.2, може використовуватися для перевірки історії напружень на точці під час випробування зразка під певним навантаженням. У цьому випадку обладнання для збору даних, про яке йде мова у C.2.1, повинне використовуватися як для фіксування повної історії напружень, так і для операції підрахунку циклів. Остання може застосовуватися для передбачення терміну служби у випадку, коли обрана відповідна крива . |
|
(1) The same method as described in C.3.2 may be used to verify the stress history at a point during prototype testing under a specified loading. In this case data acquisition equipment as used in C.2.1 should be used to record either the full stress history or to perform a cycle counting operation. The latter can be used to predict life once the appropriate curve has been chosen. |
|
(2) Ще один варіант, який може бути використаний у разі відсутності чітких історій навантаження, це утримання приладу для підрахунку циклів постійно прикріпленим до конструкції під час функціонування. |
|
(2) A further option, which may be used in the case of uncertain load histories, is to keep the cycle counting device permanently attached to the structure in service. |
C.4 Отримання значень довговічності |
|
C.4 Derivation of endurance data |
C.4.1 Випробування окремих елементів конструкції |
|
C.4.1 Component testing |
|
(1) Якщо відомі дані щодо спектру зусиль або історії напружень, можна використовувати випробування окремих елементів конструкції для перевірки розрахунку критичних деталей конструкції. Елемент, що випробовується, повинен бути виготовлений з такими ж розмірами та за такою ж методикою, як компоненти, що використовуються в кінцевому розрахунку. Усі ці аспекти повинні бути повністю задокументовані до виготовлення елементу для випробування. Також повинні бути задокументовані усі методи неруйнівних випробувань та критерії приймання. |
|
(1) Whenever force spectra or stress history data are known component testing can be done to verify the design of critical parts of the structure. The component to be tested should be manufactured to exactly the same dimensions and procedures as are intended to be used in the final design. All these aspects should be fully documented before manufacture of the test component is carried out. In addition any method of non-destructive testing and the acceptance criteria should be documented, together with the inspector's report on the quality of the joints to be tested. |
|
(2) Зразки або елементи, що випробовуються, повинні піддаватися навантаженню таким чином, як зазначено у C.2.1. Тензометричні датчики, особливо у випадку з окремими елементами, повинні використовуватися для перевірки належного стану перемінних напружень Розташування тензометричних датчиків повинне бути таким, щоб вони записували коректні параметри напруження. Якщо записується номінальне напруження, датчик повинен бути розташований як мінімум в 10 мм від будь-якої кромки зварного шва. Якщо наявний крутий градієнт напруження, повинні використовуватися три датчика для надання можливості інтерполяції. |
|
(2) The test specimens or components should be loaded in a similar manner to that described in C.2.1. Strain gauges, especially in the case of components, should be used to verify that the stress fluctuations are as required. The location of strain gauges should be such that they are recording the correct stress parameter. If the nominal stress is being recorded the gauge should be at least 10 mm from any weld toe. Where the stress gradient is steep three gauges should be used to enable interpolation to be carried out. |
|
(3) Отримання розрахункових даних зносостійкості за допомогою випробувань повинне проводитися у відповідності з тими ж методиками оцінки, що використовуються для визначення втомної міцності у 6.2. Зазвичай ці методики включають статистичну оцінку, що базується на вимірюванні середніх та стандартних відхилень логарифмічних циклів періоду експлуатації при допущенні нормального розподілу (залежна змінна) для заданих логарифмічних значень напруження (незалежна змінна), або лінійний регресивний аналіз для різних діапазонів терміну служби, див. рисунок 6.1. Таким чином встановлюється середня лінія регресії або характеристична лінія регресії для можливості особливої довговічності (як правило, приблизно 97,7% або 2 стандартні відхилення від середньої). Характеристична лінія регресії, визначена так, яв вказано вище, не повинна перевищувати 80% відповідного середнього значення напруження. Це дає можливість для існування більшої кількості варіацій в виробництві, ніж стандартне допущення одного набору втомних зразків. |
|
(3) Derivation of design endurance data from tests should follow the same statistical evaluation procedures as have been used for the establishment of the fatigue strength design values in 6.2. Usually this involves a statistical evaluation, based on estimates of mean and standard deviation, assuming a normal distribution, of observed logarithmic life cycles (dependent variable) for given logarithmic stress values (independent variable) or respectively a linear regression analysis for the different life ranges, see Figure 6.1. Thereby a mean regression line or a characteristic regression line for a specific probability of survival (usually ca. 97,7% or at 2 standard deviations from the mean) will be established. For design purposes the latter is assumed parallel to the first. The characteristic regression line, defined as above, should not be greater than 80% of the corresponding mean strength value. This allows for wider variations in production than is normally expected in a single set of fatigue specimens. |
|
(4) Необхідно пам’ятати, що спрощена методика отримання параметрів регресії часто застосовується незважаючи на те, що вона може бути ненадійною у випадку, якщо зразки малого розміру. Методика, вказана у C.4.3, надає вказівки щодо відповідних поправочних коефіцієнтів. |
|
(4) It should be kept in mind that this simplified procedure of derivation of regression parameters is often applied although it may not be reliable in the case of small samples. For respective correction factors the procedures under C.4.3 give guidance. |
|
(5) Для проектування з урахуванням допустимих руйнувань необхідно отримувати запис розростання втомної тріщини з кількістю циклів. |
|
(5) For damage tolerant design a record of fatigue crack growth with number of cycles should be obtained. |
|
(6) У якості альтернативи, якщо відома історія розрахункових напружень і є доступ до обладнання змінної амплітуди, зразок можна випробовувати при історії напружень без використання коефіцієнтів. |
|
(6) Alternatively, if the design stress history is known and a variable amplitude facility is available the specimen may be tested under the un-factored stress history. |
C.4.2 Випробування в реальних умовах |
|
C.4.2 Full scale testing |
|
(1) Випробування в реальних умовах можуть проводитися при існуючих умовах експлуатації або на випробовувальному обладнанні з навантаженням на елементи, що прикладається за допомогою гідравлічних або інших методів контролю. |
|
(1) Full scale testing may be carried out under actual operating conditions, or in a testing facility with the test load on the components applied by hydraulic or other methods of control. |
|
(2) Прикладені навантаження не повинні перевищувати номінальні навантаження. |
|
(2) The loads applied should not exceed the nominal loads. |
|
(3) У разі, якщо експлуатаційні навантаження змінюються випадковим чином в границях, вони повинні бути представлені серіями еквівалентних навантажень, узгодженими між постачальником та замовником. |
|
(3) Where the service loads vary in a random manner between limits they should be represented by an equivalent series of loads agreed between the supplier and the purchaser. |
|
(4) У якості альтернативи, випробувальні навантаження можуть дорівнювати навантаженням, не помноженим на коефіцієнти. |
|
(4) Alternatively, the test loads should equal the un-factored loads. |
|
(5) При прикладенні навантажень на зразки потрібно повністю відтворити умови прикладення навантажень, які очікуються для конструкції або елементу при експлуатації. |
|
(5) The application of loads to the sample should reproduce exactly the application conditions expected for the structure or component in service. |
|
(6) Випробування повинні продовжуватися, поки не виникне руйнування, або поки зразок не втратить здатність опиратися повному випробувальному навантаженню через отримані пошкодження. |
|
(6) Testing should continue until fracture occurs or until the sample is incapable of resisting the full test load because of damage sustained. |
|
(7) Кількість разів прикладення випробувального навантаження до руйнування повинна бути точно підрахована та записана разом зі спостереженнями прогресуючого розвитку тріщин. |
|
(7) The number of applications of test load(s) to failure should be accurately counted and recorded with observations of the progressive development of cracks. |
C.4.3 Приймання |
|
C.4.3 Acceptance |
|
(1) Критерії приймання залежать від того, чи повинна конструкція мати характеристики, які відповідають вимогам проектування, що забезпечує безпечний термін служби, див. пункти (2)-(7), або характеристики, що відповідають вимогам проектування з урахуванням допустимих руйнувань, див. пункт (11). |
|
(1) The criterion for acceptance depends upon whether the structure is required to give a safe life performance, see statements (2) to (7), or damage tolerance performance, see statement (11). |
|
(2) Щодо приймання методу проектування, що забезпечує безпечний термін служби, строк служби до руйнування, який визначається через випробування, і за допомогою якого приймається в розрахунок доступна кількість результатів випробувань, повинен бути не менше, ніж розрахункова довговічність. |
|
(2) For acceptance of a safe life design, the life to failure determined by test, adjusted to take account of the number of test results available, should not be less than the design life (defined in A.2.1) as follows: |
|
(C.1) |
||
|
де: – розрахунковий термін служби (у циклах) – середній термін служби до руйнування, який визначається за допомогою випробування (у циклах) – коефіцієнт випробування на втому, який залежить від доступної ефективної кількості результатів випробувань, як вказано у табл. C.1. |
|
where: is the design life (in cycles); is the mean life to failure determined by test (in cycles); is the fatigue test factor dependent upon the effective number of test results available, as defined in Table C.1. |
|
(3) При оцінці значень коефіцієнту застосовуються наступні загальні статистичні принципи та допущення. Характеристичне статистичне значення отримується за допомогою наступного виразу: |
|
(3) In estimating factor values the following general statistical principles and assumptions apply. A characteristic statistical value is obtained by the expression |
|
(C.2) |
||
|
де залежить від розподілу вірогідності та необхідної вірогідної довговічності конструкції з середнім та стандартним відхиленням . На практиці для зразка розміру можуть бути підраховані лише оцінки середнього та стандартного відхилення, наприклад, та відповідно. Також повинні застосовуватися поправочні коефіцієнти, які виражають довірчі інтервали середнього та змінного (або стандартного відхилення). Попереднє співвідношення може бути виражене наступним виразом: |
|
where depends on the probability distribution and the required probability of survival for a statistical distribution with the mean and standard deviation . In practice only estimates for the mean and standard deviation, i.e. and respectively, may be calculated for a sample size . Accordingly correction factors expressing the confidence intervals of both the mean and the variance (or standard deviation) have to be applied. The previous relationship may be thus expressed as |
|
(C.3) |
||
|
де: – це теоретичне значення розподілу, що відноситься то конкретної вірогідної довговічності; – поправка для довірчого інтервалу стандартного відхилення; – поправка для довірчого інтервалу середнього відхилення; та залежать від стандартного відхилення , розміру зразку та заданого рівня довіри. У загальному випадку |
|
where: the theoretical value of the distribution belonging to a specific probability of survival; the correction for the confidence interval of the standard deviation; the correction for the confidence interval of the mean; and are dependent on the standard deviation , sample size , and on the prescribed level of confidence. In the general case |
|
(C.4) |
||
|
де: – розмір зразку; – довірчий рівень значення вірогідності (у випадку нормального розподілу); – значення вірогідного нормального розподілу з заданою вірогідністю довговічності , відповідне до двосторонньої вірогідності ; – вірогідний розподіл за критерієм хі-квадрат для заданого довірчого інтервалу та числа ступенів свободи; – значення t-вірогідності розподілу для заданої вірогідності , у відповідності до двосторонньої вірогідності та числа ступенів свободи; |
|
where: is the sample size; is the confidence level or probability value (in case of normal distribution); is the value of the normal probability distribution with given probability of survival , corresponding to a is the value of the chi-square probability distribution for a given confidence interval of and degrees of freedom; is the value of the t-probability distribution for a given probability , corresponding to a two sided probability of |
|
Для даних правил робляться наступні допущення: – значення стандартного відхилення відоме з попереднього досвіду, тобто базується на достатньо великому зразку; – розмір, це дозволяє встановити в поєднанні; – у достатньому обсязі відомий основний розподіл або немає значних відхилень від нормального розподілу; – в поправці для довірчого інтервалу середнього відхилення t-розподіл може бути замінений на нормальний розподіл. |
|
For the purpose of these rules the following assumptions are made: – the standard deviation value is known from previous experience, i.e. based on a sufficiently large sample; – size, this allows to be set to unity; – sufficient knowledge of the underlying distribution is available or no significant deviation from the normal distribution and; – in the correction for the confidence interval for the mean the t-distribution may be replaced by the normal distribution. |
|
(4) У загальному випадку усі зразки випробовуються до руйнування, при цьому вираз (C.3) перетворюється на: |
|
(4) In the general case of more specimens all tested to failure expression (C.3) then becomes |
|
(C.5) |
||
|
(5) У випадку, коли зразки одночасно випробовуються до руйнуваня першого зразка для оцінки допускається наступне: – в результаті довговічність першого зразка, що відноситься до з виразу (C.1), буде залежати від верхньої границі відповідного розподілу. |
|
(5) In the case of more specimens simultaneously tested until failure of first specimen and in order to estimate , it is assumed that: – The resulting life of the first |
|
– необхідна або розрахункова довговічність, що відноситься до з виразу (C.1), буде на найнижчий границі розподілу. |
|
– the required or design life – relating to from expression (C.1) – will be at the lower boundary of the distribution. |
|
Нижня границя отримується з , при цьому відповідає виразу (C.4). Верхня границя отримується відповідно з . Відповідне значення визначається з урахуванням припущення того, що якщо вірогідна довговічність одного зразка, руйнування якого виникло при відповідному терміні служби, дорівнює , то вірогідна довговічність зразків на такому ж рівні буде дорівнювати . У цілях безпеки визначається достатньо низький рівень, а визначається з допомогою значення нормального розподілу при вірогідності для відповідних значень . |
|
The lower boundary will be derived from , with according to expression (C.4). The upper boundary will be derived correspondingly from . The appropriate value of is calculated from the assumption that if the probability of survival of one specimen, failing at the corresponding life, is , then the probability of survival of specimens at the same level will be . To be on the safe side a sufficiently low value for |
|
Коефіцієнт підраховується таким чином: |
|
The factor is then calculated from |
|
(C.6) |
||
|
(6) З виразу (C.1) отримуємо наступний вираз: |
|
(6) From expression (C.1) the following expression is obtained: |
|
(C.7) |
||
|
Який при порівнянні з виразом (C.2) дає: |
|
which by comparison to expression (C.2) gives |
|
або (or) (C.8) |
||
|
(C.9) |
||
|
та з таблиці C.1 |
|
and from Table C.1. |
|
(7) Повинна бути визначена величина стандартного відхилення. Попередній досвід з подібними конструктивними випадками може забезпечити більш надійні значення. Доступна інформація (Посилання C.1 та C.2) надає спектр різних стандартних величин відхилень для різних алюмінієвих зварних конструкційних деталей. Вони можуть бути змінені за допомогою відповідних середніх нахилів лінії регресії до значень для діапазону довговічності до втомної границі постійної амплітуди 5x106 циклів. Для досягнення довговічності до 108 циклів може бути доцільним використання більших діапазонів значень відповідно до нахилу . Після досягнення цієї межі необхідний особливий розгляд. |
|
(7) The value of the standard deviation has to be estimated. Previous experience with similar structural cases provides more reliable values. Data available (References C.1 and C.2) for various aluminium welded constructional details give a range of different standard deviation values . These may be transformed by the respective average regression line slope of to values for the life range up to the constant amplitude fatigue limit of 5x106cycles. For lives up to 108 cycles it may be appropriate to use larger scatter values according to the slope . Special considerations will be needed beyond this limit. |
|
(8) Значення , визначені на основі вищевказаних статистичних співвідношень, надані в таблиці C.1. |
|
(8) The values calculated on the basis of the above statistical relations and given in Table C.1. |
|
(9) Значення в таблиці C.1 базуються на вірогідній довговічності 95% та довірчому рівні 0,95 для нормального розподілу та стандартного значення відхилення |
|
(9) The values in Table C.1 are based on a probability of survival of 95% and a confidence level of 0,95 for the normal distribution and a standard deviation value of . In the case of first sample to fail a probability of survival value of is assumed. |
|
(10) Критерії для факторів виміряної довговічності та для приймання відрізняються в залежності від випадків застосування та повинні бути погоджені з інженером, відповідальним за приймання. |
|
(10) Criteria for factoring the measured life and for acceptance will vary from one application to another and should be agreed with the engineer responsible for acceptance. |
|
(11) Приймання проектування з урахуванням допустимих руйнувань залежить від терміну, за який тріщина досягає розміру, при якому вона може бути виявлена за допомогою методу перевірки, що може використовуватися при експлуатації. Також воно залежить від рівня розростання тріщини, факторів критичної довжини тріщини, наслідків для безпеки конструкції та ціни ремонту. |
|
(11) Acceptance of a damage tolerance design is dependent upon the life of a crack reaching a size which could be detected by a method of inspection which can be applied in service. It also depends on the rate of growth of the crack, critical crack length considerations, and the implications for the residual safety of the structure and the costs of repair. |
