5.5 Зразки для випробувань виготовляють згідно з ДСТУ Б В.2.7-214 серіями не менше ніж із чотирьох зразків-близнюків кожна, або вибурюють (випилюють) з виробів, конструкцій, споруд згідно з ДСТУ Б В.2.7-223.
5.6 Для виготовлення зразків використовують устаткування згідно з ДСТУ Б В.2.7-214 і ДСТУ Б В.2.7-223.
5.7 Умови тверднення зразків після виготовлення приймають згідно з ДСТУ Б В.2.7-224.
6.1 Перелік устаткування та його характеристики для виготовлення зразків всіх типів і їх випробувань для визначення характеристик тріщиностійкості при незрівноважених випробуваннях приймають згідно з ДСТУ Б В.2.7-214 і ДСТУ Б В.2.7-223.
6.2 Для визначення характеристик тріщиностійкості при зрівноважених випробуваннях зразків типу 1 використовують випробувальне устаткування відповідно до додатка Г; при цьому засоби вимірювання повинні забезпечувати безперервний двокоординатний запис діаграми F-V у відповідності зі схемою комутації апаратури відповідно до додатка Д.
6.3 Допускається застосування інших засобів вимірювань, устаткування та пристосувань, якщо їх технічні характеристики задовольняють вимоги ДСТУ Б В.2.7-214 або ДСТУ Б В.2.7-223 і додатка Г.
7.1 Під час проведення випробувань температура навколишнього середовища повинна становити (20±5)°С, а відносна вологість (60±5) %.
7.2 Лінійні розміри зразків вимірюють з похибкою не більше 1 мм, їх переміщення - 0,01 мм, а зусилля, що діють на зразок, - не більше 1 % вимірюваного максимального зусилля.
7.3 Перед початком випробувань слід провести два цикли навантаження – розвантаження до навантаження, що становить 10 % від очікуваного максимального навантаження.
7.4 Швидкість навантаження зразків установлюють за швидкістю переміщення плити, що навантажує, преса в межах від 0,02 мм/с до 0,2 мм/с; при цьому час випробувань повинен становити не менше 1 хв.
7.5 При зрівноважених випробуваннях зразки типу 1 навантажують безупинно до їх поділу на частини з фіксацією повної діаграми стану матеріалу F-V (рисунок 5, крива OTCDE).
Для визначення значень Кс, Gce на стадії локального деформування роблять 5-7 короткочасних розвантажувань зразків для визначення напрямку ліній розвантажувань (наприклад, лінія XX" на рисунку 6) з фіксацією повної діаграми стану матеріалу F-V (рисунок 6, крива OTCXDE).
При зрівноважених випробуваннях зразків типу 1 з b ≥ 200 мм роблять поправку на масу зразка і додаткового устаткування відповідно до додатка Д.
7.6 При незрівноважених випробуваннях зразки типу 1-4 навантажують безупинно аж до їх поділу на частини з фіксацією значення F*c.
8.1 Визначення характеристик тріщиностійкості за результатами зрівноважених випробувань зразків типу 1
8.1.1 Повну діаграму стану трансформують у розрахункову і роблять додаткові побудови (рисунок 5):
а) з початку прямолінійної нисхідної ділянки діаграми, тобто із точки D, де виконується умова (dF/dV) const, проводять відрізок DK, перпендикулярний до осі OV;
б) фіксують розрахункову діаграму OTCDK;
в) із точки С опускають перпендикуляр СНдо осі OV і лінію СА, паралельну пружній лінії ОТ;
г) визначають величину відрізка ОМ з виразу (1):
д) із точки М відновлюють перпендикуляр МСси до осі OV до перетину з лінією ССси , що паралельна осі OV. Точку О з'єднують із точкою Сси відрізком ОСси;
е) для визначення величин Кс, Gce з розрахункової повної діаграми побудовою виділяють повну пружну діаграму ОТС'Х' (рисунок 6), для чого використовують напрямки ліній розвантажень, наприклад, точку розвантаження X переносять по лінії, паралельній осі OV, у положення X' на величину, що дорівює Vx.
8.1.2 Розрахунковим шляхом або планометруванням визначають енерговитрати на окремі етапи деформування і руйнування зразка, а саме: Wm, We, Wl , Wui, Wce, які відповідно чисельно дорівнюють площам фігур ОТСА, ACH, HCDK, ОСсиМ на рисунку 5 і ОТС'Х' на рисунку 6.
Рисунок 6
8.1.3 Розрахунковим шляхом визначають значення силових і енергетичних характеристик тріщиностійкості за залежностями:
9.1 При проведенні випробувань повинні вживатися заходи щодо безпеки праці відповідно до вимог ДБН А.3.2-2.
9.2 Санітарно-гігієнічні показники повітря повинні відповідати вимогам ГОСТ 12.1.005.
9.3 Визначення концентрації шкідливих речовин у повітрі робочої зони і контроль за їх вмістом повинні здійснюватись згідно з ГОСТ 12.1.005.
9.4 Приміщення для випробувань та параметри виробничого середовища повинні відповідати вимогам державних санітарних норм і норм пожежної безпеки ДСН 3.3.6.037, ДСН 3.3.6.039, ДСН 3.3.6.042, ГОСТ 12.1.003, ГОСТ 12.1.004, ДСТУ Б А 3.2-12.
9.5 Персонал має бути забезпечений засобами індивідуального захисту згідно з ГОСТ 12.4.011, ГОСТ 27574, ГОСТ 27575.
(обов'язковий)
|
К |
- коефіцієнт інтенсивності напружень, МПаּм0,5; |
|
Ке |
- критичний коефіцієнт інтенсивності напружень при максимальному навантаженні, МПаּм0,5; |
|
Кі |
- статичний критичний коефіцієнт інтенсивності напружень, МПаּм0,5; |
|
К*с |
- умовний критичний коефіцієнт інтенсивності напружень, МПаּм0,5; |
|
Kij |
- поточні значення коефіцієнтів інтенсивності напружень при поетапному зрівноваженому навантаженні зразків, МПаּм0,5; |
|
G |
- питомі енерговитрати, МДж/м2; |
|
Gi |
- питомі енерговитрати на статичне руйнування до моменту початку руху магістральної тріщини, МДж/м2; |
|
GF |
- питомі ефективні енерговитрати на статичне руйнування, МДж/м2; |
|
Gce |
- повні питомі пружні енерговитрати на статичне деформування зразків до розподілу на частини, МДж/м2; |
|
J |
- джей-інтеграл, МДж/м2; |
|
Ji |
- статичний джей-інтеграл, МДж/м2; |
|
χcF |
- критерій крихкості, м; |
|
W |
- енерговитрати, МДж; |
|
Wm |
- енерговитрати на процеси розвитку і злиття мікротріщин до формування магістральної тріщини статичного руйнування, МДж; |
|
We |
- енерговитрати на пружне деформування до початку руху магістральної тріщини статичного руйнування, МДж; |
|
Wl |
- енерговитрати на локальне статичне деформування в зоні магістральної тріщини, МДж; |
|
Wcui |
- розрахункові енерговитрати на пружне деформування суцільного зразка, МДж; |
|
Wce |
- повні пружні енерговитрати на статичне деформування до розподілу на частини, МДж; |
|
F |
- навантаження, що діє на зразок у процесі випробування, МН; |
|
Fc |
- навантаження, що відповідає статичному початку руху магістральної тріщини при зрівноважених випробуваннях, МН; |
|
F*c |
- навантаження, що відповідає динамічному початку руху магістральної тріщини при незрівноважених випробуваннях, МН; |
|
Fs |
- навантаження, що відповідає масі зразка і додаткового устаткування, МН; |
|
Fij |
- поточні значення діючого на зразок навантаження при його поетапному зрівноваженому навантажуванні, МН; |
|
V |
- переміщення зразка, м; |
|
Ve |
- переміщення, що відповідають пружним деформаціям зразка, м; |
|
Vm |
- переміщення, що відповідають незворотнім деформаціям зразка, м; |
|
Vl |
- переміщення, що відповідають локальним деформаціям зразка в зоні магістральної тріщини, м; |
|
Vcui |
- розрахункове значення переміщень суцільного зразка, що відповідає моменту початку руху магістральної тріщини в зразку з початковим надрізом, м; |
|
a0, a0t |
- довжина початкового надрізу, м; |
|
aij |
- поточні значення довжини магістральної тріщини при поетапному зрівноваженому навантажуванні зразка, м; |
|
e0 |
- початковий ексцентриситет прикладання навантаження, м; |
|
b, t, L0, L, D |
- розміри зразків, м; |
|
φ = b/L0 |
- відносна висота зразка; |
|
λ = (a0+ a0t)/b |
- відносна довжина початкового надрізу; |
|
dam |
- максимальний розмір заповнювача, м; |
|
m1, m2 |
- маса зразка і додаткового устаткування, кг; |
|
g = 9,81 |
- прискорення вільного падіння, м/с2; |
|
tg α |
- тангенс кута нахилу висхідної пружної ділянки діаграми; |
|
El |
- одиничний модуль пружності, МПа; |
|
Ec |
- модуль пружності, МПа; |
|
fctm |
- міцність на осьовий розтяг, МПа; |
|
fctfm |
- міцність на розтяг при згині, МПа. |
(довідковий)
Б.1 Для визначення характеристик тріщиностійкості роблять поетапне навантаження (з витримками тривалістю від 60 с до 120 с і фіксацією поточних значень Ftf і а,у) зразків типів: 5 - для випробувань на осьовий стиск (рисунок Б.1); 6 - для випробувань на розтяг при позацентровому стиску (рисунок Б.2).
Рисунок Б.1 - Зразок-призма прямокутного поперечного перерізу для випробувань на осьовий стиск
Рисунок Б.2 - Зразок-призма прямокутного поперечного перерізу для випробувань на розтяг при позацентровому стиску
Позначення наведені в додатку А
Б.2 Співвідношення розмірів і схеми навантаження зразків наведені на рисунках Б.1, Б.2. Мінімальні розміри зразків: типу 5 - b ≥ 12 dam; типу 6 - b ≥ 15 dam.
Б.3 Для визначення значень величин а,у застосовують капілярний і оптичний способи.
Капілярний спосіб заснований на ефекті капілярної адсорбції підфарбованих, люмінесцентних або рідин, що швидко випаровуються, у тріщини. На поверхню зразка наносять щіткою ацетон, який випаровується з поверхні швидше ніж із тріщини, що дозволяє ідентифікувати довжину магістральної тріщини, що розвивається.
Оптичний спосіб заснований на використанні засобів оптичної мікроскопії; слід застосовувати мікроскопи з не менше ніж 20-разовим збільшенням згідно з ГОСТ 8074.
Б.4 Визначення характеристик тріщиностійкості
Б.4.1 Для кожного етапу навантаження визначають значення Кij за залежністю:
- для зразка типу 5
Б.4.2 За результатами Б.4.1 будують залежність Кij=аij; за величину Ki приймають середнє
значення Kij на ділянці залежності, де тангенс кута її нахилу відрізняється від нуля не більше ніж на 8 %.
(довідковий)
В.1 Значення fctm визначають при зрівноважених випробуваннях зразків типу 1 і типів 5, 6 (відповідно до додатка Б) за залежністю
(обов'язковий)
Для визначення характеристик тріщиностійкості при зрівноважених випробуваннях зразків типу 1 використовують спеціальні випробувальні машини із слідкуючою системою і швидкодіючим зворотним зв'язком або випробувальні машини, що мають високу жорсткість (яка не менше ніж у два рази перевищує початкову жорсткість зразка (рисунок Г.1), або стандартні випробувальні машини за пунктом 6.1, обладнані додатковим перерозподільним пристроєм (рисунок Г.2) типу "кільце", що включає в себе: силовий елемент - кільце; навантажувальний силовимірювач -шток; датчик переміщення; опорну плиту із шарнірною і роликовою опорами.
