Приспособление для нанесения усталостных трещин на образцах типа 2

а - трехточечный изгиб; б - четырехточечный изгиб; 1, 6 - вилка нагрузочная; 2 - шарик; 3 - динамометр; 4 - корпус; 5 - гайка; 7 - шарикоподшипник; 8, 13 - ось; 9 - кольцо; 10, 14 - образец; 11 - шайба: 12 - гайка

Черт. 5

6.2. Образцы типа 2 испытывают в стандартных захватах, предназначенных для испытаний цилиндрических образцов на растяжение по ГОСТ 1497-73.

7. Приспособление для образцов типа 4

7.1. Образцы типа 4 устанавливают на роликовых опорах диаметром, равным b/3 (с погрешностью ±0,5 мм) (черт. 6). Оси роликов должны быть параллельны (с погрешностью до 2°) друг к другу и плоскости надреза и находиться на равных расстояниях от нее с относительной погрешностью не более 1 %. Роликовые опоры фиксируют упругими элементами (например, пружинами), которые прижимают их к гнезду в корпусе опоры. Положение образца фиксируют установочными болтами, между концами которых и образцом во избежание его зажатия должен оставаться зазор порядка 0,1-0,2 мм. Установка образца и по отношению к нагружающему ролику (призмы) должна быть такова, чтобы перемещение ролика было перпендикулярным с погрешностью до 2° к верхней грани образца, усилие передавалось на образец равномерно по всей его ширине, а относительная погрешность совпадания линии контакта с плоскостью надреза не превышала 1 %.

Приспособление для установки образцов типа 4

1 - ролик нагружающий; 2 - образец: 3 - болт установочный: 4 - гайка; 5 - ролик опорный; 6 - корпус опоры, 7 - болт; 8 - шайба; 9 - пластина торцевая; 10 - пластина боковая: 11 - пластина ограничительная; 12 - болт: 13 - шайба; 14 - винт: 15 - пружина

Черт. 6

7.2. Допускается наносить усталостные трещины в образцах типа 4 при чистом или консольном изгибе. Приспособления для зажима образцов должны обеспечить установку образца без проскальзывания и перекосов.

8. Выбор нагрузки при нанесении исходных усталостных трещин на образцах, предназначенных для определения K_IC, K_C, K_QT, K*_C(см. примечание 2 п. 2.6 настоящего стандарта).

8.1. Максимальную нагрузку цикла при нанесении исходных усталостных трещин для образцов типов 1, 3 и 4 вычисляют по формуле

_,

где К_max = 0,75 K_IC на начальном участке и К_max = 0,6 K_IC на конечном участке усталостной трещины длиной не менее 1,5 мм (K_IC - предполагаемое значение K_IC).

Значения Y для образцов типов 1, 3 и 4, рассчитанные для надреза, как для трещины длиной h, приведены в таблице, где Y₁'' - для образцов типа 1, Y₃'' - для образцов типа 3 и Y₄'' - для образцов типа 4.

8.2. Максимальную нагрузку цикла при нанесении усталостной трещины в образцах типа 2 при нагружении круговым изгибом вычисляют по формуле

_,

где K_max - по п. 8.1;

L₁ - рабочая длина образца при нагружении круговым изгибом.

Значение Y^и₂ вычисляют по формуле

где e = d/D; e_K = d/D_K;

ПРИЛОЖЕНИЕ 7
Рекомендуемое

ДАТЧИКИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ СМЕЩЕНИЯ

1. При испытаниях на трещиностойкость при температурах, отличающихся от комнатной, датчики смещения рекомендуется размещать в пределах крио- или термокамеры. Для монтажа тензорезисторов на упругие элементы датчиков необходимо использовать соответствующие клеи.

2. Диапазон измерений датчиков смещения n или прогибов f должен примерно на 50 % превышать абсолютную деформацию образца в месте крепления датчика, соответствующую максимальной нагрузке на образец.

3. В качестве материала упругого элемента используют пружинные стали, бериллиевые бронзы, алюминиевые или титановые сплавы с высоким пределом упругости, со стабильными механическими свойствами в выбранном температурном диапазоне испытаний.

4. Тарировку датчиков смещения в соответствии с п. 3.3 стандарта проводят в составе всей измерительной системы с применением градуировочных приспособлений, обеспечивающих отсчет перемещений с погрешностью не ниже ±0,005 мм.

Для датчиков, предназначенных для работы при температурах, отличающихся от комнатной, как исключение, допускается проведение градуировки при комнатной температуре с последующим уточнением ее в нескольких точках при температуре испытания.

Черт. 1

Черт. 2

5. Конструкцию двухконсольного датчика смещений рекомендуется выбирать исходя из следующих соображений:

5.1. Размер датчика G должен быть согласован с размером между установочными местами на образце (см. черт. 1):

G = G₁ + 2D_Н.

где D_Н - рабочий диапазон датчика;

G₁ - расстояние, измеряемое на ненагруженном образце.

5.2. Рабочий диапазон датчика смещения D_Н равен

где s_0,2 - предел текучести;

Е - модуль упругости материала упругого элемента датчика;

w, L - его толщина и длина, соответственно (см. черт. 1).

5.3. На упругие элементы датчика наклеивают тензорезисторы с сопротивлением 100-300 Ом и базой 5-20 мм и соединяют их в полный мост, обеспечивая температурную компенсацию (см. черт. 1).

6. Чувствительность датчика с мостовой измерительной схемой равна

где u₀ - напряжение питания моста тензорезисторов, которое рекомендуется выбирать от 6 до 12 В;

k - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов по паспортным данным на тензорезистор.

ПРИЛОЖЕНИЕ 8
Рекомендуемое

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЯ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ

¹⁾ Для образцов типов 3 и 4 l₀ измеряют с обеих сторон образца. Записывают среднее арифметическое. Для образцов типа 1 необходимо провести четыре измерения l₀. В протокол записывают также среднее арифметическое (п. 2.7). При испытаниях на J_C(J_IC) в протокол записывают величины l₀₁, l₀₂,измеренные с каждой стороны образцов типов 3 и 4.

²⁾ К протоколу испытания прикладывают машинные диаграммы «Р-v» или «Р-f».

³⁾ При испытаниях на J_C(J_IC) в протокол записывают не менее 5 измерений статического подроста трещины (п. 4.7.6).

⁴⁾ При испытаниях образцов типа 1 в протокол записывают еще t_C3 и t_C4,(п. 4.8).

ПРИЛОЖЕНИЕ 9
Рекомендуемое

СПОСОБЫ ФИКСАЦИИ ФРОНТА СТАТИЧЕСКИ ПОДРОСШЕЙ ТРЕЩИНЫ

Маркировка фронта подросшей трещины на изломе образца осуществляется либо тепловым окрашиванием поверхностей подросшей трещины, либо повторным циклическим нагруженном образца. Для сталей целесообразно использовать тепловое окрашивание. Оно заключается в нагреве образца до 300 °С (600 °С для коррозионно-стойких сталей аустенитного класса) на воздухе и в воздействии этой температуры на образец в течение 10 мин на каждые 25 мм толщины образца. Для неподдающихся контрастному окрашиванию металлических материалов, а также для сталей применяют повторное циклическое нагружение образца. Длительность этого нагружения должна обеспечивать удлинение трещины не менее 1-2 мм на обеих боковых поверхностях образца. Максимальная нагрузка цикла должна составлять 0,4-0,7 от максимального уровня нагрузки, достигнутой в процессе испытаний образца.

СОДЕРЖАНИЕ