Испытания на статическую трещиностойкость

1. Цель работы

1. Изучение методики, принципов, оборудования и устройств для проведения испытаний на трещиностойкость, приобретения навыков проведения испытаний.

2. Определение характеристик трещиностойкости при статическом нагружении по параметру критического значения коэффициента интенсивности напряжений при плоской деформации K_IC по ГОСТ 25.506-85.

2. Теоретические положения

Проблема обеспечения прочности конструкций, содержащих трещины, ставит задачи определения параметров трещиностойкости конструкционных сталей и использования этих параметров для сравнения различных марок сталей, выбора их для определенных типов конструкций и выполнения расчетов с учетом возможности появления трещин.

Напомним, что коэффициент интенсивности напряжений характеризует интенсивность напряженного состояния в малой окрестности трещины и определяется уровнем приложенных напряжений σ на достаточном удалении от области концентрации напряжений, размером трещины l и форм-фактором Y. Для трещин нормального разрыва вычисляется в виде

(2.1)

Определение критического значения K_IC в условиях линейно-упругой механики разрушения принципиально вычисляется по зависимости (2.1), только напряжение σ соответствует разрушающему значению, принимаемому по скачку трещины или другому критерию [1, 2]. Определение K_IC выполняют для условия плоской деформации (ПД), как соответствующей минимуму размера пластической зоны и наименьшему значению K_C .

Определение критического значения K_IC в условиях линейно-упругой механики разрушения ограничено минимальными размерами толщины образца и длины трещины. Однако, назначить эти соотношения непосредственно к определению размеров образцов несет в себе некоторые трудности, заключающиеся в том, что до проведения эксперимента величина K_IC даже примерно неизвестна, а также названные формулы могут дать недопустимо большим размерам образцов. Поэтому в первом испытании обычно получают только оценку величины K_C, задаваясь приближенными геометрическими размерами образцов.

Вследствие универсальности концепции КИН для испытаний подходит образец любой формы с трещиной, для которого имеется решение для К. Стандартом предусмотрено использование четырех типов образцов:

• тип 1 - плоский прямоугольный с центральной трещиной для испытаний на осевое растяжение;

• тип 2 - цилиндрический с кольцевой трещиной для испытаний на осевое растяжение;

• тип 3 - прямоугольный компактный с краевой трещиной для испытаний на внецентренное растяжение;

• тип 4 - плоский прямоугольный с краевой трещиной для испытаний на трехточечный изгиб.

3. Оборудование и инструмент

1. Испытательная машина Р 20, описание устройства, инструкция для работы.

2. Образцы стали для испытаний:

- плоский образец из листового проката с краевой трещиной для испытаний на внецентренное растяжение;

- прямоугольный компактный образец с краевой трещиной для испытаний на внецентренное растяжение.

3. Приспособление для измерения смещения берегов трещины (датчик смещений).

4. Двухкоординатный самопишущий потенциометр – endim 620.02.

5. Инструменты для измерений образцов.

6. Приспособление для установки образца в захватах испытательной машины.

4. Порядок выполнения работы

4.1. Сделать выписку (можно копию) из ГОСТ 25.506-85 о порядки проведения испытаний на трещиностойкость при статическом нагружении, требования к испытательным машинам, способ подготовки образцов к испытаниям, проведение испытаний, расчет характеристик трещиностойкости., обработка результатов.

4.2. Изобразить чертеж образца с указанием размеров, снять размеры с образца и подготовить образец для испытаний.

4.3. Подготовить испытательную машину к проведению испытаний с записью диаграммы нагрузка – смещение (P – v).

4.4. Провести испытание.

4.5. После разрушения образца замерить и вычислить средний размер исходной трещины.

4.6. По диаграмме P – v определить разрушающую нагрузку Р_Q в соответствии с полученным типом диаграммы.

4.7. По расчетным выражениям для экспериментального определения критического коэффициента интенсивности напряжений K_Q и поправочной функции Y рассчитать значение K_Q данные занести в табл. 2.1.

Таблица 5.1. Результаты испытаний на трещиностойкость

№ обр.	Размеры поперечного сечения		Расчетная длина трещины	Температура испытания	Разрушающая нагрузка	Расчетное значение КИН
№ обр.	b, мм	t, мм	l _ср , мм	Т, º С	Р_Q, кг	K_Q, МПа
1	2	3	4	5	6	7

4.8. Выполнить проверку корректности эксперимента.

5. Оформление отчета

5.1. Представить уменьшенные копии диаграмм разрушения с указанием характерных точек.

5.2. Помесить в отчете письменное выполнение п.п. 4.7, 4.8.

5.3. Сделать выводы по результатам .

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. ГОСТ 25.506-85. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. М.: ИС, 1984.

2. Механика разрушения: Учеб. пособие / В.С. Дронов, Г.Г. Дубенский, И.В. Троицкий; Под ред. В.С. Дронова. Тула: Изд-во ТулГУ. 1999. – 276 с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 862; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!