[go: up one dir, main page]

SU1562749A1 - Method of testing material for crack-resistance - Google Patents

Method of testing material for crack-resistance Download PDF

Info

Publication number
SU1562749A1
SU1562749A1 SU884411141A SU4411141A SU1562749A1 SU 1562749 A1 SU1562749 A1 SU 1562749A1 SU 884411141 A SU884411141 A SU 884411141A SU 4411141 A SU4411141 A SU 4411141A SU 1562749 A1 SU1562749 A1 SU 1562749A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
crack
sample
crack resistance
concentrator
zone
Prior art date
Application number
SU884411141A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Трофимович Трощенко
Петр Владимирович Ясний
Владимир Викторович Покровский
Павел Васильевич Токарев
Original Assignee
Институт Проблем Прочности Ан Усср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Проблем Прочности Ан Усср filed Critical Институт Проблем Прочности Ан Усср
Priority to SU884411141A priority Critical patent/SU1562749A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1562749A1 publication Critical patent/SU1562749A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к испытани м материалов на трещиностойкость. Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности путем обеспечени  определени  как характеристик трещиностойкости, так и вли ни  на характеристики изменени  свойств материала в зоне концентрации напр жений. Два одинаковой формы образца испытывают на трещиностойкость. В одном образце первоначально навод т усталостную трещину из концентратора, после чего удал ют материал вокруг концентратора, поглотив зону повреждени  материала. В другом образце усталостную трещину предварительно навод т непосредственно из надреза. По отношению соответствующих характеристик трещиностойкости образцов суд т о вли нии повреждени  материала на характеристики трещиностойкости. 5 ил.The invention relates to the testing of materials for crack resistance. The aim of the invention is to increase the reliability by providing the determination of both the characteristics of crack resistance and the effect on the characteristics of changes in the properties of the material in the zone of stress concentration. Two identical sample shapes are tested for crack resistance. In one sample, a fatigue crack is initially induced from the concentrator, after which the material is removed around the concentrator, absorbing the zone of damage to the material. In another specimen, the fatigue crack is pre-directed directly from the notch. With respect to the relevant characteristics of the crack resistance of the samples, the effect of the material damage on the crack resistance characteristics is judged. 5 il.

Description

Изобретение относитс  к способам испытаний материалов на трещиностойкость .This invention relates to methods for testing materials for crack resistance.

Цель изобретени  - повышение достоверности путем обеспечени  определени  как характеристик трещиностойкости , так и вли ни  на характеристики изменени  свойств материала в зоне концентрации напр жений.The purpose of the invention is to increase the reliability by providing the determination of both the characteristics of crack resistance and the influence on the characteristics of changes in the properties of the material in the stress concentration zone.

На фиг.1 показан образец дл  реализации предлагаемого способа; на фиг.2 - плоский образец с зоной, предназначенной дл  удалени  части материала (дополнительный образец); на фиг.З - зависимость нагрузки Р от перемещени  берегов надреза о ; на фиг.4 - схема изменени  нагрузки Р от времени t при ударном нагружении при определении динамической в зкости.Figure 1 shows a sample for the implementation of the proposed method; Fig. 2 shows a planar specimen with an area intended to remove a part of the material (an additional specimen); FIG. 3 shows the dependence of the load P on the displacement of the banks of the notch o; Fig. 4 is a diagram of the change in load P from time t under shock loading in determining the dynamic viscosity.

разрушени ; на фиг.З - схема изменени  нагрузки Р при определении скорости роста усталостных трещин от времени t.destruction; FIG. 3 is a diagram of the change in load P when determining the growth rate of fatigue cracks over time t.

Установкой дл  реализации способа служит испытательна  установка дл  нагружени  образцов нагрузкой, соответствующей определ емой характеристике трещиностойкости: ударной, циклической или статической в зкости разрушени . Установка снабжена средствами измерени  и регистрации параметров нагружени  и развити  трещин.Способ реализуют следующим обра- зом.An installation for the implementation of the method is a test installation for loading specimens with a load corresponding to a determined crack resistance characteristic: impact, cyclic or static fracture toughness. The installation is equipped with means for measuring and recording loading parameters and cracking. The method is implemented as follows.

Испытанию на соответствующую трещиностойкость подвергают два внешне одинаковых образца: образец 1 с надрезом 2 радиуса р, на боковой поверхСПTwo externally identical specimens are tested for appropriate crack resistance: sample 1 with a notch 2 of radius p, on the lateral surface.

ОдOd

1C1C

33

СОWITH

ности и образец 3, однако подготовлены к испытанию образцы по-разному. Образец 1 имеет изначально концентратор в виде надреза 2, с помощью которого наведена усталостна  трещина,, образец 3 имеет первоначально надрез концентратор 4, с помощью которого наведена усталостна  трещина, после чего вокруг концентратора удален ма- териал до образовани  выреза 5, поглощающего зону повреждени  материала . При этом h - толщину удал емой части материала в направлении разззи- ти  трещины выбирают из соотношений and sample 3, however, the samples are prepared for testing differently. Sample 1 initially has a notch 2 concentrator with which a fatigue crack was induced, sample 3 initially had a concentrator 4 notch with which a fatigue crack was induced, after which the material around the concentrator was removed to form a material damage zone . In this case, h — the thickness of the removed part of the material in the direction of crack fracture is chosen from the ratios

ь Rn;Rn;

h 1 - 1h 1 - 1

Н H

где R п- размер зоны повреждени  материала , определ емый из формулы 20where R is the size of the zone of damage to the material, determined from formula 20

(1 +(1 +

2Rn +р, 25 2Rn + p, 25

где 1н - глубина надреза; 1 - длина трещины; Р - радиус первоначального концентратора;where 1n is the depth of the notch; 1 - crack length; P is the radius of the original concentrator;

р, - радиус выреза после удалени  30 ц части материала; - циклический предел пропорциональности; Кг - коэффициент интенсивностиp is the radius of the cut-out after the removal of 30 kg of a part of the material; - cyclic limit of proportionality; Kg - intensity factor

напр жений,35stress, 35

после чего образцы нагружают до разрушени , а по отношению характеристик трещиностойкости суд т о степени изменени  свойств материала в зоне концентрации напр жений:40after which the samples are loaded until failure, and in relation to the characteristics of crack resistance, the degree of change in material properties in the stress concentration zone is judged: 40

Кктс Kic /К1СKcc Kic / K1C

vn/v ,vn / v,

гтrm

де К , К 1с - статическа  в зкостьde K, K 1c - static viscosity

разрушени  поврежденного и неповрежденного материала;egdestruction of damaged and intact material; eg

Крс,К1)С - динамическа  в зкостьKrs, K1) C - dynamic viscosity

разрушени  поврежденного и неповрежденного материала;destruction of damaged and intact material;

vn, v - скорость роста усталост--,- ной трещины соответственно поврежденного и неповрежденного материала .vn, v is the growth rate of fatigue -, - cracks, respectively, of damaged and intact material.

Q 5Q 5

00

5five

0 0

5five

00

5five

gg

,- ,,

Пример 1. Предварительно изготавливают две серии образцов с односторонними надрезами из стали 15Х2РФА ( Ьа2 584 МПа, 700 мтта), по 10 шт: сери  плоских образцов 1 (фиг.1) с круговым надрезом 2 радиуса р, и сери  плоских образцов 3 (фиг.2) с надрезом 4 шириной К с углом у основани  oi и радиусом закруглени  р . Размеры образцов: L 350 мм, Ъ 45 мм, р, 25 мм, f О, 1 мм; К 3 мм, 1 п 8 мм, t 12,5 мм, оЈ 60°.Example 1. Pre-made two series of samples with one-sided cuts of steel 15Kh2RFA (La2 584 MPa, 700 mtta), 10 pieces each: a series of flat samples 1 (Fig. 1) with a circular notch 2 of radius p, and a series of flat samples 3 (Fig .2) with a notch 4 wide K with an angle at the base oi and a radius of rounding p. Sample sizes: L 350 mm, b 45 mm, p, 25 mm, f O, 1 mm; To 3 mm, 1 p 8 mm, t 12.5 mm, about Ј 60 °.

Обе серии образцов последовательно устанавливают в захваты испытательной машины и подвергают циклическому на- гружению с целью инициировани  усталостной трещины длиной 1 О, (1 28 мм). После этого в Cv рии образцов 3 механическим путем на электроэрозионном копировально-полировальном станке модели 157 удал ют часть металла в окрестности концентратора 4, вследствие чего получают образец с боковым концентратором радиусом /2, , устье которого заканчиваетс  трещиной . Ширина удал емой части металла в направлении развити  трещинн h 2 мм.Both series of specimens are sequentially placed in the grips of the testing machine and subjected to cyclic loading in order to initiate a fatigue crack with a length of 1 O, (1 28 mm). After that, in the Cv of samples 3 mechanically, a part of the metal in the vicinity of the concentrator 4 is removed on the EDM copying and polishing machine, as a result of which a sample with a lateral concentrator of radius / 2 is obtained, the mouth of which ends in a crack. The width of the removed part of the metal in the direction of the development of cracks h 2 mm.

Таким образом, получают серию образцов с трещиной, выход щей из концентратора , в которых практически нет ощутимого изменени  свойств в зоне концентрации напр жений.Thus, a series of samples with a crack coming out of the concentrator is obtained, in which there are practically no tangible changes in properties in the stress concentration zone.

Пример 2. Образцы (Ьиг.1 и 2) поочередно устанавливают в захваты испытательной машины Гидропульс 400 КН и статически нагружают раст жением до полного разрушени . При этом на двухкоординатном самописце типа 7004 (фирмы Hewlet Pakkard) записывают диаграмму нагрузки Р - перемещение берегов надреза $ (фиг.З), по которой определ ют критическую РС, соответствующую нестабильному разрушению , и подсчитывают в зкость разрушени . По отношению в зкости FJC, определ емой на образце 1, к в зкости разрушени  К1С, определ емой на образце 3, суд т с степени изменени  свойств материала в зоне концентрации.Example 2. Samples (lig.1 and 2) are alternately installed in the grippers of the testing machine Hydropulse 400 KN and statically loaded by stretching until complete destruction. At the same time, on a two-coordinate typewriter type 7004 (Hewlet Pakkard), a load diagram P is recorded - the movement of the notch banks (Fig. 3), which determine the critical PC corresponding to unstable destruction, and calculate the fracture viscosity. In relation to the viscosity of FJC, determined on sample 1, to the fracture toughness K1C, determined on sample 3, is judged by the degree of change in material properties in the concentration zone.

П р и м е р 3. Образцы (фиг.1 и 2) поочередно устанавливают на опоры ма тникового копра и провод т испытани  (по схеме трехточечного изгиба) на динамическую в зкость разрушени . При этом на осциллографе фиксируют диаграмму нагрузки Р и времени tExample 3. Samples (Figures 1 and 2) are alternately mounted on the towers of a tandem copra and tested (according to the three-point bending pattern) for dynamic fracture toughness. At the same time on the oscilloscope record the load diagram P and time t

(фиг.4), по которой определ ют максимальную нагрузку PJ} , соответствующую страгиванию трещины.По нагрузке P,j и длине 1 трещины подсчитывают динамическую в зкость разрушени  KSC дл  образцов 1 и Kj, дл  образцов 3, по отношению которых суд т об изменении свойств материала в зоне концентрации напр жений.(FIG. 4), which determines the maximum load PJ} corresponding to the crack opening. Under load P, j and length 1 of the crack, the dynamic fracture toughness KSC for samples 1 and Kj is calculated, for samples 3 with respect to which changes in material properties in the zone of stress concentration.

Пример 4. Образцы (фиг. 1 и 2) поочередно устаннпливают в захваты испытательной машины Гидропульс 400 FH и циклически нагружают раст - жением (фиг.5) при фиксированном коэффициенте асимметрии цикла нагрузки (R /рмакс 0,1) и частоте на- гружени  25 Гц. Величину размаха нагрузки (ДР РМО,КС-РМИН) выбирают так, чтобы начальна  скорость роста усталостной трещины была не больше 5«10 мм/цикл, Размах нагрузки контролируют по цифровому вольметру типа МА313. Длину трещины измер ют на по- лированной поверхности образца с помощью микроскопа типа МБС-1 с точностью не ниже 0,014 мм. Дл  получени  кинетической диаграммы усталостного разрушени  размах нагрузки ступенча- то измен ют. По отношению скорости роста усталостной трещины на образцах 1 и 3 при одинаковых значени х размаха коэффициента интенсивности напр жений суд т о степени изменени Example 4. Samples (Figs. 1 and 2) are alternately mounted into the grippers of the Hydropulse 400 FH testing machine and cyclically loaded by stretching (Fig. 5) at a fixed load cycle asymmetry factor (R / pmax 0.1) and loading frequency 25 Hz. The magnitude of the magnitude of the load (DR RMO, KS-RMIN) is chosen so that the initial growth rate of the fatigue crack is not more than 5 "10 mm / cycle. The magnitude of the load is monitored using a digital voltmeter of the type MA313. The crack length is measured on the polished surface of the sample using an MBS-1 microscope with an accuracy not lower than 0.014 mm. To obtain a kinetic diagram of fatigue failure, the magnitude of the load is stepwise modified. By the ratio of the growth rate of fatigue cracks on samples 1 and 3 at the same magnitude of the magnitude of the stress intensity factor, the degree of change

свойств материала в зоне концентрацииmaterial properties in the concentration zone

напр жений.stress

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ испытани  материала на тре- щиностойкость, заключающийс  в том, что на боковой поверхности образца материала с концентратором в виде надреза навод т усталостную трещину, после чего образец нагружают до разрушени  и определ ют характеристики трещиностойкости, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности путем обеспечени  определени  вли ни  на характеристики изменени  свойств материала в зоне концентрации напр жений, определ ют характеристики трещиностойкости дополнительного образца с концентратором в виде надреза на боковой поверхности , в котором предварительно навод т усталостную трещину, длина которой равна длине наведенной трещины основного образца, и удал ют поврежденный материал в зоне концентратора дополнительного образца до образовани  на его боковой поверхности выреза , радиус которого меньше длины трещины , надрез на поверхности основного образца выполн ют с радиусом, равным радиусу выреза, а о вли нии изменени  свойств материала в зоне концентратора суд т по отношению соответствующих .арактеристик трещиностойкости основного и дополнительного образцов.The method of testing the material for crack resistance is that a fatigue crack is induced as a notch on the lateral surface of a material sample with a concentrator, after which the sample is loaded until fracture and the crack resistance characteristics are determined in order to increase the reliability by to determine the effect on the characteristics of changes in the properties of the material in the stress concentration zone, the characteristics of the crack resistance of an additional specimen with a notch concentrator are determined and on the side surface, in which a fatigue crack is preliminarily widened, the length of which is equal to the length of the induced crack of the main sample, and the damaged material in the concentrator zone of the additional sample is removed before a cut is formed on its side surface, the radius is smaller than the crack length, The sample is made with a radius equal to the cutout radius, and the effect of a change in material properties in the concentrator zone is judged by the ratio of the corresponding characteristics of the crack resistance of the main and For more samples. Фиг.11 Фиг. ZFIG. Z
SU884411141A 1988-03-14 1988-03-14 Method of testing material for crack-resistance SU1562749A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884411141A SU1562749A1 (en) 1988-03-14 1988-03-14 Method of testing material for crack-resistance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884411141A SU1562749A1 (en) 1988-03-14 1988-03-14 Method of testing material for crack-resistance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1562749A1 true SU1562749A1 (en) 1990-05-07

Family

ID=21369095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884411141A SU1562749A1 (en) 1988-03-14 1988-03-14 Method of testing material for crack-resistance

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1562749A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2267767C2 (en) * 2004-02-02 2006-01-10 Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет (ВолгГАСУ) Method of determining characteristics of crack resistance of material

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Испытание материалов: Справочник. /Под ред. X. Блюменауэра. -V.: Металлурги , 1979, с. 92-100. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2267767C2 (en) * 2004-02-02 2006-01-10 Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет (ВолгГАСУ) Method of determining characteristics of crack resistance of material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1562749A1 (en) Method of testing material for crack-resistance
Jones Fracture toughness testing with sections of cylinders
Elber Fatigue Cracks
SU939995A1 (en) Method of testing material for contact strength
SU1610390A1 (en) Method of determining crack-resistance of material
SU1744580A1 (en) Method of estimating equivalent damaging impact of cyclic loads
Petrucci et al. Effect of plasticity on the residual stress measurement using the groove method
JP2001021470A (en) Apparatus and method for evaluating crack growth- amount
Pook et al. Tests to determine the fatigue strength of steel castings containing shrinkage
Pook et al. The effect of narrow-band random loading on the high cycle fatigue strenght of edge-cracked mild steel plates
SU1252698A2 (en) Cylindrical specimen for determining plastic properties under rolling
SU913135A1 (en) Method of checking material for brittle break resistance
SU1566265A1 (en) Method of creating artificial defect
SU1786392A1 (en) Impact strength testing method for notched thin-sheet specimens
SU1104271A1 (en) Method of testing rock for strength (modifications)
SU832402A1 (en) Method of resistance-to-destruction testing of structural material
SU1744581A1 (en) Method of estimating equivalent damaging impact of cyclic loads
SU932354A1 (en) Material crack resistance determination method
SU1227975A1 (en) Prismatic piece for material toughness test
SU1016508A1 (en) Method of determining tensile resistance of hard rock mass
SU714265A1 (en) Method of manufacturing check specimen for flaw detection
SU1421974A1 (en) Method of measuring sizes of parts
SU1216706A1 (en) Method of material specimen low-cycle fatique testing
SU1353833A1 (en) Method of retardation of cracks in metal articles
SU721662A1 (en) Method of determining residual stress in members