где К* вычисляют в соответствии с п. 5.1.4 с заменой РС на Рi, а значения параметров c и k по п. 5.3.1.1.
5.3.3.2. В координатах «J - Dl» для образцов толщиной t не более 30 мм или «J - Dl/t» для образцов толщиной t более 30 мм наносят расчетную прямую ON (черт. 14), вычисленную по формуле
J = (s0,2 + sB)Dl - при t не более 30 мм,
при J = (s0,2 + sB)Dl/t - при t более 30 мм.
· - скорректированные значения J
Черт. 14
5.3.3.3. Для образцов толщиной не более 30 мм параллельно полученной по п. 5.3.3.2. прямой ON на расстояниях Dl, равных 0,15; 0,60; 1,05 и 1,50 мм проводят прямые O(1)N(1), O(2)N(2), O(3)N(3) и O(4)N(4).
5.3.3.4. Для образцов толщиной t более 30 мм параллельно полученной по п. 5.3.3.2 прямой ON на расстояниях Dl/t, равных 0,005 t; 0,020 t; 0,035 t и 0,050 t проводят прямые O(1)N(1), O(2)N(2), O(3)N(3) и O(4)N(4).
5.3.3.5. Для образцов толщиной t не более 30 мм вычисленные по п. 5.3.3.1 значения Ji для каждого образца при соответствующих значениях Dl (п. 4.7.8.4) представляют графически в виде точек в координатах «J - Dl» (черт. 14).
5.3.3.6. Для образцов толщиной t более 30 мм вычисленные по п. 5.3.3.1 значения Ji для каждого образца при соответствующих величинах Dl/t (п. 4.7.8.4) представляют графически в виде точек в координатах «J - Dl/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 O(1)N(1) и O(4)N(4) и в каждом из интервалов O(1)N(1) - O(2)N(2), O(2)N(2) - O(3)N(3) и O(3)N(3) - O(4)N(4)находится не менее одной точки, то через эти точки проводят прямую линию ММ.
5.3.3.8. Если из всех точек, построенных по п. 5.3.3.5 или 5.3.3.6 не более двух находятся правее прямой O(4)N(4), а не менее двух точек лежат в различных интервалах между O(1)N(1) и O(4)N(4), то для образцов, соответствующим точкам, лежащим правее прямой O(4)N(4) необходимо дополнительно вычислить длину контура S и площадь DF статически подросшей трещины по формулам:
и DF = Dlt.
5.3.3.9. Для точек, лежащих правее прямой O(4)N(4) скорректированное значение Ji вычисляют по формуле
Вычисленное скорректированное значение Ji наносят на график «J-Dl» в виде точек.
5.3.3.10. Через точки, лежащие левее прямой O(4)N(4) и удовлетворяющие условиям п. 5.3.3.8 и через скорректированные точки по п. 5.3.3.9, проводят прямую 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 J, соответствующее точке М пересечения прямых ON и ММ, принимают равной JC.
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 JC, полученные по пп. 5.3.1.1, 5.3.2.1, 5.3.3.11 и по п. 5.3.4, принимают равными JIC, если они удовлетворяют неравенству
tpJ/t ³ 1,
где
Коэффициент bJ равен 200 при s0,2/sB меньших 0,6 и
при значениях s0,2/sB 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
5.3.8. Полученные для каждого образца значения ApC или Api, К*C или К*, JC или JIC заносят в протокол испытания (приложение 8) с указанием формулы вычисления Ji. Кроме того, в протокол испытания заносят значения bpJ и tpJ.
Символ |
Название |
Единица измерения |
Примечание |
К |
Коэффициент интенсивности напряжений |
МПа×м1/2 |
См. п. 1.3 и приложение 2 п. 4 |
KI |
Коэффициент интенсивности напряжений для трещины отрыва |
То же |
См. п. 1.3 и приложение 2 п. 5 |
KQ |
Расчетная величина коэффициента интенсивности напряжений |
» |
См. п. 5.1.2 |
KIC |
Критический коэффициент интенсивности напряжений |
» |
См. п. 1.3 и приложение 2 п. 6 |
KQT |
Критический коэффициент интенсивности напряжений для образца данной толщины или диаметра |
» |
См. п. 1.3 и приложение 2 п. 7 |
KC |
Критический коэффициент интенсивности напряжений для образца данной толщины или диаметра при максимальной нагрузке |
» |
См. п. 1.3 и приложение 2 п. 8 |
K* |
Условный коэффициент интенсивности напряжений |
» |
См. п. 5.3.2.1 и приложение 2 п. 9 |
K*C |
Условный критический коэффициент интенсивности напряжений для образца данной толщины или диаметра |
» |
См. п. 1.3 и приложение 2 п. 10 |
KMAX |
Наибольший коэффициент интенсивности напряжений цикла |
» |
См. п. 2.6 |
dC |
Раскрытие в вершине трещины при максимальной нагрузке РС |
м |
См. п. 1.3 и приложение 2 п. 12 |
J |
джей-интеграл |
МДж/м2 |
См. п. 1.3 и приложение 2 п. 13 |
Ji |
Расчетная величина J-интеграла |
То же |
См. п. 5.3.3.1 |
JC(JIC) |
Критический J-интеграл |
» |
См. п. 1.3 и приложение 2 п. 14 |
P |
Нагрузка, действующая на образец в процессе испытания |
МН |
|
Dl1, ..., Dl5 |
Статический подрост исходной усталостной трещины в соответствующем сечении плоских образцов |
м |
См. п. 4.7.3.3, а также черт. 10 |
Dl |
Средний статический подрост исходной усталостной трещины |
м |
См. п. 4.7.3.3, а также черт. 10 |
d |
Средний диаметр контура исходной усталостной трещины в образцах типа 2 |
То же |
См. п. 4.5.1.3, а также черт. 8 |
d1, d2 |
Диаметры контура исходной усталостной трещины в двух взаимно перпендикулярных направлениях в образцах типа 2 |
» |
То же |
dT |
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, а также черт. 8 |
z |
Расстояние между торцевой поверхностью образцов типов 3 или 4 и кромками накладных опорных призм |
» |
См. п. 3.3.1, а также черт. 6 |
tC |
Средняя толщина плоских образцов в зоне разрушения |
» |
См. п. 4.8, а также черт. 8 |
tPK |
Расчетная толщина образцов типов 1, 3 и 4 при вычислении КIC |
» |
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 DPK |
Расчетные диаметры по ослабленному и неослабленному сечениям образцов типа 2 |
» |
См. п. 5.1.3.1 |
DF |
Расчетная площадь статического подроста усталостной трещины |
м2 |
См. п. 5.3.3.8 |
S |
Расчетная длина контура статически подросшей трещины |
м |
См. п. 5.3.3.8 |
PC |
Максимальная нагрузка, действующая на образец |
МН |
См. п. 5.1.1 |
PD |
Нагрузка, действующая на образец и соответствующая точке локального максимума на диаграмме «Р-n» или «Р-f» II типа |
То же |
То же |
PQ |
Расчетная нагрузка на образец |
» |
» |
s0,2 |
Условный предел текучести |
МПа |
|
sB |
Временное сопротивление (предел прочности) |
То же |
|
s0 |
Номинальное напряжение по ослабленному сечению образца |
» |
См. п. 2.6 |
sC0 |
Номинальное разрушающее напряжение по ослабленному сечению образца |
» |
См. п. 5.1.5 |
Api |
Работа, соответствующая пластической части под диаграммами «Р-n» или «Р-f» |
МДж |
См. п. 5.3.2 |
ApC |
Работа, соответствующая пластической части под диаграммами «Р-n» или «Р-f» при разрушении образца |
То же |
См. п. 5.3.1 |
H, d, l0, L, t, L1, b, e, a, D, h, b1 |
Размеры образцов |
м |
См. п. 2.2, а также черт. 1-5 |
l |
Средняя длина (полудлина) исходной усталостной трещины |
То же |
См. п. 4.5.1 |
l1, l2, l3 |
Длина (полудлина) исходной усталостной трещины, измеренная в соответствующем сечении излома плоского образца |
» |
См. п. 4.5.1.1, а также черт. 8 |
lT |
Расчетная длина (полудлина) исходной трещины с учетом пластической зоны |
» |
См. п. 5.1.5.2 |
jC |
Относительное сужение образцов типов 1, 3 и 4 в зоне разрушения |
% |
См. п. 5.1.3.2 |
n |
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 |
nC nQ nD |
Смещение берегов надреза образцов, соответствующие характерным точкам на диаграммах «Р-n» или «Р-f» |
» |
См. п. 5.1.3.2, а также черт. 7 |
npC |
Условное пластическое смещение n, соответствующее точке С диаграммы «Р-n» |
» |
См. п. 5.2.1, а также черт. 7 |
Y1, Y2', Y2'', Y3, Y4, g |
Поправочные функции |
|
См. п. 5.1.2 |
R |
Коэффициент асимметрии цикла |
|
См. п. 2.6 |
bJ, bK |
Безразмерные коэффициенты |
|
См. п. 5.1.3.1 |
g |
Безразмерный коэффициент |
|
См. п. 5.1.5.1 |
k, c |
Безразмерные коэффициенты |
|
См. п. 5.3.1.1 |
rV |
Расчетный параметр геометрии образца |
м |
См. п. 5.3.1.1 |
m |
Коэффициент Пуассона |
|
См. п. 5.2.1 |
Е |
Модуль нормальной упругости |
МПа |
См. п. 5.2.1 |
Z |
Расстояние между осями отверстий для крепления накладных опорных призм |
м |
См. п. 3.3.1.2 и черт. 6 |
Термин |
Пояснение |
1. Трещиностойкость |
Термин, определяющий способность материала сопротивляться развитию трещин при механических и других воздействиях |
2. Смещение берегов трещины |
Изменение расстояния между двумя точками на противоположных берегах трещины в процессе нагружения |
3. Модели трещины |
Схемы нагружения и смещений в зонах трещин. Модель типа I - трещина отрыва; модель типа II - трещина поперечного сдвига; модель типа III - трещина продольного сдвига |
4. Коэффициент интенсивности напряжений К |
Величина, определяющая напряженно-деформированное состояние и смещения вблизи вершины трещины для упругого тела, независимо от схемы нагружения, формы и размеров тела и трещины |
5. Коэффициент интенсивности напряжений КI (КII или KIII) |
Значение К для модели трещины типа I (типа II или типа III) |
6. Критический коэффициент интенсивности напряжений КIC |
Силовая характеристика трещиностойкости для модели трещины типа I при предельном стеснении пластических деформаций у вершины трещины, когда выполняются условия п. 5.1.3.2 настоящего стандарта |
7. Критический коэффициент интенсивности напряжений КQT |
Значение К, определяемое при нагрузке PQ и длине трещины lT, учитывающей поправку на пластическую деформацию у вершины трещины. Силовой критерий разрушения |
8. Критический коэффициент интенсивности напряжений КC |
Значение К, определяемое при нагрузке PC и длине трещины lT, учитывающей поправку на пластическую деформацию у вершины трещины. Силовой критерий разрушения |
9. Условный коэффициент интенсивности напряжений К* |
Значение К, вычисленное через действующую на образец нагрузку и исходную длину трещины 1 по формулам для упругого тела |
10. Критический условный коэффициент интенсивности напряжений КC* |
Значения К* для нагрузки равной PC (на диаграммах типов I - IV) и исходной длины трещины l. Силовой критерий разрушения |
11. Раскрытие трещины |
Смещение берегов непосредственно у вершины трещины |
12. Раскрытие в вершине трещины dC |
Раскрытие трещины при нагрузке PC. Деформационный критерий разрушения |
13. J-интеграл |
Величина, характеризующая работу пластической деформации и разрушения, а также поле напряжений и деформаций при упругопластическом деформировании вблизи вершины трещины (аналогично коэффициенту интенсивности напряжений К для упругого тела) |
14. Критический J-интеграл JC(JIC) |
Значение J - интеграла, характеризующее сопротивление материала началу распространения трещины независимо от вида разрушения. Энергетический критерий разрушения |