GOST 25.502-79

• gost-25502-79.pdf (862.28 KiB)
  ГОСТ 25.502-79

GOST 25.502−79 Obliczenia i testy na wytrzymałość w inżynierii mechanicznej. Metody badań mechanicznych metali. Metody badań na zmęczenie (ze Zmianą N 1)

GOST 25.502−79

Grupa В09

MIĘDZYPAŃSTWOWY STANDARD

Obliczenia i badania wytrzymałości w inżynierii mechanicznej

METODY BADAŃ MECHANICZNYCH METALI

Metody badań na zmęczenie

Strength analysis and testing in machine building. Methods of metals mechanical testing. Methods of fatigue testing

ISS 77.040.10
OKP 00 2500

Data wprowadzenia 1981−01−01

Rozporządzeniem Państwowego komitetu ZSRR według standardów od 30 listopada 1979 r. N 4146 data wprowadzenia zainstalowany 01.01.81

Ograniczenia okresu ważności cięcie za pomocą protokołu N 2−92 Międzypaństwowej rady ds. standaryzacji, metrologii i certyfikacji (ИУС 2−93)

W ZAMIAN GOST 23026−78 i GOST 2860−65 w części pp.6.1 i 6.2

WYDANIE ze Zmianami N 1, zatwierdzonym w grudniu 1985 r. (ИУС 3−86).


Niniejszy standard określa metody badań próbek metali i stopów na zmęczenie:

przy rozciąganiu — ściskaniu, zginaniu i skręcaniu;

przy symetrycznych i asymetrycznych cyklach напряжениий lub deformacji, zmieniających się na prostej podlegać prawu ze stałymi parametrami;

w obecności i braku koncentracji naprężeń;

przy normalnej, dużej i niskich temperaturach;

w przypadku obecności lub braku agresywnego środowiska;

w dużo — i niskiej cyklu elastyczna i упругопластической dziedzinie.

Terminy, definicje i oznaczenia stosowane w standardzie, — według GOST 23207−78.

Standard został zaprojektowany z uwzględnieniem zalecenia ISO P 373 i zalecenia СЭВ PC 36−63.

Standard nie określa specjalne metody badań próbek używanych w ćwiczeniu wytrzymałości высоконапряженных konstrukcji.

Rozdziały 2−4 normy i aplikacje mogą być wykorzystywane do badań zmęczenia elementów maszyn i konstrukcji.

1. METODY POBIERANIA PRÓBEK

1.1. Badanie metali na zmęczenie spędzają na gładkich próbkach o przekroju okrągłym typu I (cholera.1, tabela.1) i II (cholera.2, tabela.2), a także prostokątne typ III (cholera.3, tabela.3) i IV (cholera.4, tabl.4).

Cholera.1. Robocza część próbki typu I

Robocza część próbki typu I

Cholera.1

Tabela 1

mm

Cholera.2. Robocza część próbki typu II

Robocza część próbki typu II

Cholera.2

Tabela 2

mm

Cholera.3. Robocza część próbki typu III

Robocza część próbki typu III

Cholera.3

Tabela 3

mm

Cholera.4. Robocza część próbki typu IV

Robocza część próbki typu IV

Cholera.4

Tabela 4

mm

1.2. Czułość metalu do koncentracji naprężeń i wpływ wymiarów absolutnych określają na próbkach typów:

Dekolt w kształcie litery V, obwodnicy выточкой (cholera.5, tabela.5−8);

Cholera.5. Robocza część próbki typu V

Robocza część próbki typu V

Cholera.5

Tabela 5

Tabela 6

Tabela 7

Tabela 8

VI — z symetrycznymi bocznymi надрезами V w kształcie profilu (cholera.6, tabela.9);

Cholera.6. Robocza część próbki typu VI

Robocza część próbki typu VI

Cholera.6

Tabela 9

VII — z centralnym przekroju okrągłym otworem (cholera.7, tabela.10);

Cholera.7. Robocza część próbki typu VII

Robocza część próbki typu VII

Cholera.7

Tabela 10

VIII — z ronda выточкой okrągłego profilu (cholera.8, tabl.11);

Cholera.8. Robocza część próbki typu VIII

Robocza część próbki typu VIII

Cholera.8

Tabela 11

IX — z dwoma symetrycznie rozmieszczonymi otworami (cholera.9, tabela.12);

Cholera.9. Robocza część próbki typu IX

Robocza część próbki typu IX

Cholera.9

Tabela 12

X — z symetrycznymi bocznymi надрезами V w kształcie profilu (cholera.10, tabl.13).

Cholera.10. Robocza część próbki typu X

Robocza część próbki typu X

Cholera.10

Tabela 13

Wymiary próbek wybierają taki sposób, aby ustawienie podobieństwa zmęczenia materiału zniszczenia mieściło się w możliwie szerokim zakresie w danym zakresie zmiany średnic ( — obwód roboczego przekroju próbki lub jego część, przylegająca do strefy wzmożonego napięcia; - względny gradient pierwszego głównego napięcia).

Przy zginaniu z obrotem, skręcanie i rozciąganie-ściskanie próbek typów I, II, V, VIII ;

podczas zginania się w jednej płaszczyźnie próbki typów III, IV, VI, a także przy rozciąganiu-ściskaniu próbek typu VI ;

przy rozciąganiu-ściskaniu próbek typu III, IV, VII, IX, X .

1.3. Do badania na малоцикловую zmęczenie stosuje się próbki typów II i IV, jeśli nie występuje niebezpieczeństwo wyboczenia.

Jest dozwolone stosować próbki typu i i III.

1.4. Robocza część próbek powinna być wykonana z dokładnością poniżej 7-go квалитетаГОСТ 25347−82.

1.5. Parametr chropowatości powierzchni roboczej części próbek musi być 0,32−0,16 µm według GOST 2789−73.

Powierzchnia nie może mieć śladów korozji, kamienia, budowa skórki i kolorów, odcień itp., jeśli nie jest to przewidziane celami badania.

1.6. Odległość między kłami maszyny wytrzymałościowej wybierają tak, aby wykluczyć wyboczenie próbki i wpływ wysiłku w kleszczach na napięcie w jego przedniej części.

1.7. Wycinanie elementów, oznakowanie i wykonanie próbki nie powinny mieć istotnego wpływu na właściwości zmęczeniowe materiału źródłowego. Podgrzanie próbki przy produkcji nie powinny powodować zmian strukturalnych i fizyko-chemicznych przemian w metalu; zasiłki na przetwarzanie, ustawienia trybu i kolejność przetwarzania powinny minimalizować kulowanie i wykluczyć lokalne przegrzanie próbek przy szlifowaniu, a także pęknięć i innych wad. Wypłata ostatniej wiórów z części roboczej i głowic próbek odbywa się z jednej instalacji próbki; zadziory na powierzchniach bocznych próbek i krawędzie cięć muszą być usunięte. Przedmiotu wyciąć w miejscach o określonym położeniu w stosunku do макроструктуре i intensywne stanu produktów.

1.8. W granicach wyznaczonego serii testów technologia wykonania próbek z tego samego rodzaju metali musi być taki sam.

1.9. Pomiar wymiarów części roboczej wykonanych próbek do badań nie powinna powodować uszkodzenia jej powierzchni.

1.10. Roboczą część próbki mierzą z dokładnością do nie więcej niż 0,01 mm.

2. APARATURA

2.1. Maszyny do badania na zmęczenie powinny zapewniać нагружение próbek w jednej lub kilku schematów podanych na cholera. 11−16. Maszyny do badania na zmęczenie, zapewniające przeprowadzenie statycznych prób na rozciąganie, muszą spełniać wymagania GOST 1497−84.

Cholera.11. Czyste zginanie podczas wirowania próbek typów I, II, V, VIII

Czyste zginanie podczas wirowania próbek typów I, II, V, VIII

Cholera.11

Cholera.12. Poprzeczne zginanie podczas wirowania próbek typów I, II, V, VIII przy konsoli obciążeniu

Poprzeczne zginanie podczas wirowania próbek typów I, II, V, VIII przy konsoli obciążeniu

Cholera.12

Cholera.13. Czyste zginanie w płaszczyźnie próbki typów I-VIII

Czyste zginanie w płaszczyźnie próbki typów I-VIII

Cholera.13

Cholera.14. Poprzeczne zginanie w płaszczyźnie próbki typów I-VIII w konsoli obciążeniu

Poprzeczne zginanie w płaszczyźnie próbki typów I-VIII w konsoli obciążeniu

Cholera.14

Cholera.15. Ponownie-zmienne rozciąganie-ściskanie próbek typów I-X

Ponownie-zmienne rozciąganie-ściskanie próbek typów I-X

Cholera.15

Cholera.16. Ponownie-naprzemienne skręcanie próbek typów I, II, V, VIII

Ponownie-naprzemienne skręcanie próbek typów I, II, V, VIII

Cholera.16

2.2. Całkowita dokładność napięcia w trakcie badania próbek zależy od rodzaju maszyn i częstotliwości napięcia nie powinna przekraczać w przedziale 0,2−1,0 każdego zakresu napięcia w procentach mierzonej wielkości:

±2% — przy 0,5 Hz;

±3% — za 0,5 50 Hz;

±5% — przy 50 Hz.

Przy tescie na гидропульсационных i głośnych maszynach bez тензометрического силоизмерения w przedziale 0−0,2 z każdego zakresu obrotów błąd pomiaru obciążenia nie powinna przekraczać ±5% zadawanych napięć.

2.3. Niepewność pomiaru, utrzymania i nagrywania odkształceń podczas малоцикловых klinicznych nie powinna przekraczać ±3% mierzonej wartości w przedziale 0,2−1,0 każdego zakresu obrotów.

2.4. Całkowita niepewność pomiaru, utrzymania i rejestracji obciążeń i odkształceń w przedziale 0−0,2 każdego pasma nie powinna przekraczać absolutnych błędów na początku tego zakresu obrotów.

2.5. Obciążenia (przy delikatnym obciążeniu) lub odkształcenia (przy obciążeniu dysku) muszą być zgodne z 0,2−0,8 zastosowanego zakresu pomiarowego.

2.6. Przy tescie na малоцикловое rozciąganie lub ściskanie i rozciąganie-ściskanie dodatkowe odkształcenia zginania próbki z chybienie napięcia nie powinny przekraczać 5% odkształcenia rozciągające lub ściskające.

2.7. Przy testach na малоцикловую zmęczenie musi być zapewniony ciągły pomiar, a także ciągła lub okresowa rejestracja procesu odkształcania części roboczej próbki.

2.8. Jest dozwolone kalibracja urządzeń badawczych przy statycznych trybach (w tym i na niewspółosiowość obciążenia) z oceną dynamicznym elementem błędów obliczeniowych lub pośredni sposób.

3. PRZEPROWADZENIE BADAŃ

3.1. Przy badaniu próbek dopuszcza się miękkie i sztywne нагружение.

3.2. W granicach wyznaczonego serii testów wszystkie próbki obciąża w jeden sposób i doświadczenie na podobnych maszynach.

3.3. Badania próbek przeprowadza się w sposób ciągły aż do powstania pęknięcia określonej wielkości, całkowitego zniszczenia lub do podstawowej liczby cykli.

Dopuszcza się przerwy w testach z uwzględnieniem warunków ich prowadzenia i obowiązkową oceną wpływu zakłóceń na wyniki badań.

(Zmodyfikowana wersja, Zm. Nr 1).

3.4. W trakcie badania próbek kontrolują stabilność zadawanych obciążeń (deformacji).

3.5. Test serii identycznych próbek przy asymetrycznych cyklach prowadzą:

albo przy jednakowych dla wszystkich próbek średnich napięciach (odkształcenia) cyklu;

albo przy jednakowej dla wszystkich próbek współczynniku asymetrii cyklu.

3.6. Do budowania krzywej rozkładu trwałość i oceny wartości średniej i среднеквадратического odchylenia logarytmu trwałość na danym poziomie napięcia badają serię o pojemności co najmniej 10 takich samych próbek, aż do całkowitego zniszczenia lub edukacji макротрещин.

3.7. Testy na многоцикловую zmęczenie

3.7.1. Głównymi kryteriami zniszczenia przy ustalaniu granic wytrzymałości i tworzenia krzywych zmęczenia są całkowite zniszczenie lub pojawienie się макротрещин określonej wielkości.

3.7.2. Do budowania krzywej zmęczenia i określenia granic wytrzymałości, odpowiedniej prawdopodobieństwa zniszczenia 50%, występują co najmniej 15 takich samych próbek.

W przedziale napięć 0,95−1,05 od granicy wytrzymałości, odpowiedniej prawdopodobieństwa zniszczenia 50%, powinny być badane co najmniej trzech próbek, przy czym co najmniej połowa z nich nie powinny się rozpadać do bazy testów.

3.7.3. Baza testów dla określenia granic wytrzymałości przyjmuje się:

10·10cykli — dla metali i stopów, które mają praktycznie poziomy odcinek na krzywej zmęczenia;

100·10cykli — do lekkich stopów oraz innych metali i stopów, y krzywych zmęczenia których na całej długości stale zmniejszają się wraz ze wzrostem liczby cykli.

Do testów porównawczych baza dla określenia granic wytrzymałości odpowiednio przyjęte 3·1010·10cykli.

3.7.4. Dla budowania rodziny krzywych zmęczenia według kryterium prawdopodobieństwa zniszczenia, budowania krzywej rozkładu granic wytrzymałości, oceny wartości średniej i среднеквадратического odchylenia granic wytrzymałości doświadczają serii o pojemności co najmniej 10 takich samych próbek na każdym z 4−6 poziomów napięcia.

3.7.5. Od 10 do 300 Hz częstotliwość cykli nie podlega, jeżeli badania prowadzone w przeciętnych warunkach atmosferycznych (wg GOST 15150−69) i jeśli temperatura części roboczej próbki podczas badania nie wyższej niż 50 °C.

Dla próbek z легкоплавких i innych stopów, wykrywających zmiany właściwości mechanicznych do temperatury 50 °C, допускаемую temperaturę testy są szczególnie.

We wszystkich przypadkach częstotliwość cykli wskazują, przedstawiając wyniki badań.

Porównawcze badania zaleca się przeprowadzać na jednej częstotliwości napięcia.

3.8. Testy na малоцикловую zmęczenie (przy trwałości do 5·10cykli*).
________________
* Liczba cykli 5·10jest umownej granicą mało — i многоцикловой zmęczenia. Jest to wartość plastycznych stali i stopów charakteryzuje średnia liczba cykli dla strefy przejścia od упругопластического do sprężystej wilgotne gorąco cykliczne деформированию. Dla высокопластичных stopów przejściowa strefa przesuwa się w kierunku większych долговечностей, dla kruchych — w kierunku mniejszych.

3.8.1. Podstawowym rodzajem obciążenia podczas badania jest rozciąganie-ściskanie.

3.8.2. Górny poziom częstotliwości badań ogranicza się do wartości, bez саморазогрев próbki powyżej 50 °C dla stopów lekkich i powyżej 100 °C dla stali.

We wszystkich przypadkach częstotliwość cykli wskazują, przedstawiając wyniki badań.

Porównawcze badania zaleca się przeprowadzać na jednej częstotliwości napięcia.

Do rejestracji wykresów parcia jest dozwolone w procesie badań przejście na niższe częstotliwości odpowiadające wymaganej rozdzielczości i dokładności przyrządów do pomiaru i rejestracji cyklicznych naprężeń i odkształceń.

3.8.3. Podczas badania na rozciąganie-ściskanie próbek typów II i IV pomiar odkształceń należy przeprowadzać w kierunku podłużnym.

Przy badaniu próbek typu i i III jest dozwolone mierzyć odkształcenia w kierunku poprzecznym.

Uwaga. Dla przybliżoną przeliczania drążka deformacji w wzdłużną wykorzystują formułę

,

gdzie  — elastyczna część drążka deformacji;

 — plastyczna część drążka deformacji.

3.9. Badania w podwyższonych i obniżonych temperaturach

3.9.1. Badania w podwyższonej i obniżonej temperaturze spędzają w tych samych rodzajach deformacji i tych samych próbkach, że i w normalnej temperaturze.

3.9.2. Zalecane testy przeprowadzać w temperaturach (°C) wielokrotności 50, jeżeli zgodnie z warunkami badań nie jest wymagane pośrednie temperatura.

3.9.3. Temperatury badania próbek kontrolują według dynamicznej kalibracyjnych temperatury różnicy między próbką i печным przestrzenią. Dobrej тарировку odbywa się z uwzględnieniem wpływu czasu trwania badania. Przy тарировке termopary mocuje się na próbce.

3.9.4. Termopary поверяют jak przed badaniem i po nim według GOST 8.338−2002. Przy tescie na bazach ponad 10cykli produkcji, poza tym, pośrednie kalibracji termopar.

3.9.5. Nierównomierność rozkładu temperatury na długości części roboczej przy tescie gładkich próbek typów II i IV nie powinna przekraczać 1% na 10 mm zadanej temperatury badania. Podczas badania gładkich próbek typu I, III i próbek z koncentratorami naprężeń nierównomierność rozkładu temperatury jest regulowana w odległości ±5 mm od minimalnego przekroju próbki. Odchylenie od zadanej temperatury nie powinna przekraczać 2%.

3.9.6. W trakcie badania dopuszczalne odchylenia temperatury roboczej części próbki w °C nie powinny przekraczać:

3.9.7. Нагружение próbek odbywa się po ustalonego trybu cieplnego systemu «próbka-piec» po osiągnięciu zadanej temperatury próbki.

3.9.8. Bazę badań przyjmuje się zgodnie z pkt 3.7.3 niniejszego standardu.

3.9.9. Dla porównywalności wyników badań z tej serii próbek spędzają przy tej samej częstotliwości i w bazie, jeśli celem badań jest badanie wpływu częstotliwości napięcia. W protokołach badania wskazują nie tylko liczba przejechanych cykli, ale i całkowity czas badania każdej próbki.

3.10. Testy w warunkach agresywnego środowiska

3.10.1. Testy w warunkach agresywnego środowiska prowadzą w tych samych rodzajach deformacji i na tych samych próbkach, że w przypadku braku agresywnego środowiska. Dopuszcza się jednoczesne testowanie grupy próbek z rejestracją momentu zniszczenia każdego.

3.10.2. Próbka musi stale znajdować się w gazowej lub cieczowej agresywnym środowisku.

3.10.3. Podczas testów w środowisku agresywnym musi być zapewniona stabilność parametrów korozyjnych i jej interakcji z powierzchnią próbki. Wymagania dotyczące częstotliwości kontroli składu agresywnego środowiska określa skład środowiska i celami badania.

3.10.4. Dla porównywalności wyników badań z tej serii próbek spędzają przy tej samej częstotliwości i w bazie, jeśli celem badań jest badanie wpływu częstotliwości napięcia.

3.9−3.9.9, 3.10−3.10.4. (Wprowadzone dodatkowo, Zm. N 1).

4. PRZETWARZANIE WYNIKÓW

4.1. Na podstawie wyników badań na zmęczenie prowadzą:

rysowanie krzywej zmęczenia i określenie granic wytrzymałości, odpowiednich prawdopodobieństwa zniszczenia 50%;

wykresy naprężeń granicznych i graniczne amplitudy;

rysowanie krzywej zmęczenia w niskiej cyklu dziedzinie;

wykresy упругопластического parcia i określenie ich parametrów;

rysowanie krzywych zmęczenia według kryterium prawdopodobieństwa zniszczenia;

definicja granicy wytrzymałości dla danego poziomu prawdopodobieństwa zniszczenia;

określanie wartości średniej i среднеквадратического odchylenia logarytmu trwałość na danym poziomie naprężeń lub odkształceń;

określanie wartości średniej i среднеквадратического odchylenia granic wytrzymałości.

Wymienione cechy odporność na zmęczenie metali określają dla różnych etapów rozwoju макротрещин i (lub) całkowitego zniszczenia.

4.2. Przetwarzanie wyników badań na многоцикловую zmęczenie

4.2.1. Dane źródłowe i wyniki każdego badania próbki odnotowują w protokole badania (załączniki 1 i 2), a wyniki testu serii identycznych próbek — w uogólnionej protokole badania (aplikacje 3 i 4).

4.2.2. Krzywe zmęczenia budują we współrzędnych półlogarytmicznych (; lub ; ) lub podwójnych współrzędnych logarytmicznych (; lub ;

).

4.2.3. Krzywe zmęczenia przy asymetrycznych cyklach budują dla serii takich samych próbek badanych przy tych samych średnich napięciach lub przy tych samych współczynnikach asymetrii.

4.2.4. Krzywe zmęczenia na podstawie wyników badań ograniczonej objętości próbki (pkt 3.7.2) budują metodą graficznego interpolacji wyników eksperymentalnych lub według metody najmniejszych kwadratów.

4.2.5. Do tworzenia krzywych rozkładu trwałość i granic wytrzymałości, oceny średnich lub odchyleń standardowych, a także budowania rodziny krzywych zmęczenia według kryterium prawdopodobieństwa zniszczenia wyniki badań poddano obróbce statystycznej (aplikacje 5−7).

4.2.6. Wykresy naprężeń granicznych i graniczne amplitudy budują z pomocą rodziny krzywych zmęczenia, uzyskanych na podstawie badania co najmniej trzech-czterech serii identycznych próbek przy różnych dla każdej serii średnich napięciach lub współczynnikach asymetrii cyklu naprężeń.

4.3. Przetwarzanie wyników badań na малоцикловую zmęczenie

4.3.1. Przetwarzanie wyników produkcji, w sposób określony w pkt 4.2.4.

4.3.2. Dane źródłowe i wyniki badań każdej próbki odnotowują w protokole badania, a wyniki testu serii identycznych próbek — w uogólnionej protokole badania (aplikacje 8 i 9).

4.3.3. Na podstawie wyników badań próbek przy obciążeniu dysku budują krzywe zmęczenia w podwójnych współrzędnych logarytmicznych (cholera.17):

amplituda pełnej deformacji  — liczba cykli do powstawania pęknięć lub do zniszczenia ;

amplituda odkształcenia - liczba cykli, odpowiadającą połowie liczby cykli do powstawania pęknięć lub do zniszczenia .

Uwagi:

1. Amplitudę odkształcenia określa się jako połowę szerokości pętli упругопластического histerezy lub jako różnica między wyznaczająca pełnej amplitudzie odkształcenia i amplitudy odkształcenia sprężyste, określonej na podstawie zmierzonej obciążeniu, odpowiedniego jej napięcia i modułu sprężystości materiału.

2. Amplitudę odkształcenia przy liczbie cykli odpowiadającej połowie liczby cykli, aż do powstania pęknięcia lub do zniszczenia określają interpolacji wartości amplitudy przy wstępnie wybranych liczbach cykli bliskich oczekiwane.

Cholera.17. Krzywe zmęczenia przy obciążeniu dysku

Krzywe zmęczenia przy obciążeniu dysku

Cholera.17

4.3.4. Na podstawie wyników badań w delikatnym obciążeniu budują:

krzywej zmęczenia w полулогарифмических lub podwójnych współrzędnych logarytmicznych: amplituda napięcia  — liczba cykli do powstawania pęknięć lub do zniszczenia (cholera.18);

zależność amplitudy odkształceń plastycznych (połowa szerokości pętli histerezy) od liczby полуциклов obciążenia parametr amplitudy napięcia przy danym współczynniku asymetrii cyklu naprężeń (cholera.19).

Cholera.18. Krzywa zmęczenia w delikatnym obciążeniu

Krzywa zmęczenia w delikatnym obciążeniu

Cholera.18

Cholera.19. Zależność amplitudy odkształceń plastycznych od liczby полуциклов obciążenia

Zależność amplitudy odkształceń plastycznych od liczby полуциклов obciążenia

Cholera.19

a — dla cyklicznie разупрочняющегося materiału: b — dla cyklicznie стабилизирующегося materiału; w — dla cyklicznie упрочняющегося materiału

ZAŁĄCZNIK 1 (zalecane). PROTOKÓŁ badania próbki

ZAŁĄCZNIK 1
Zalecana

PROTOKÓŁ
testy przykładowe (załącznik do podsumowania protokołu N ________)

ZAŁĄCZNIK 2 (jest to zalecane). PROTOKÓŁ badania próbki

ZAŁĄCZNIK 2
Zalecana

PROTOKÓŁ N ________
testy przykładowe (załącznik do podsumowania protokołu N _____)

ZAŁĄCZNIK 3 (jest to zalecane). SKONSOLIDOWANY RAPORT

ZAŁĄCZNIK 3
Zalecana

SKONSOLIDOWANY RAPORT N _______

ZAŁĄCZNIK 4 (zalecane). SKONSOLIDOWANY RAPORT

ZAŁĄCZNIK 4
Zalecana

SKONSOLIDOWANY RAPORT N ________

ZAŁĄCZNIK 5 (jest to zalecane). RYSOWANIE KRZYWEJ ROZKŁADU TRWAŁOŚĆ I OCENA WARTOŚCI ŚREDNIEJ I ŚREDNIEJ КВАДРАТИЧЕСКОГО ODCHYLENIA LOGARYTMU TRWAŁOŚCI

ZAŁĄCZNIK 5
Zalecana

RYSOWANIE KRZYWEJ ROZKŁADU TRWAŁOŚĆ I OCENA WARTOŚCI ŚREDNIEJ I СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО ODCHYLENIA LOGARYTMU TRWAŁOŚCI

Wyniki badań serii próbek przy stałym poziomie napięcia wyposażone są w вариационный rzędzie w kolejności rosnącej trwałości

.

Podobne szeregi dla próbek ze stopu aluminium marki В95, badać z konsoli zginanie z obrotem do całkowitego zniszczenia podczas sześciu poziomach napięcia jako przykład przedstawiono w tabeli.1.

Krzywe rozsyłu trwałość () budują na вероятностной papierze, który logarytmicznie normalnego lub innego prawa dystrybucji. Na osi x składają wartości wytrzymałości próbek , a na osi rzędnych wartości prawdopodobieństwa zniszczenia próbek (zgromadzone częstotliwości), obliczane według wzoru

,

gdzie - numer próbki w вариационном rzędzie;

 — liczba badanych próbek.

Jeśli na tym poziomie napięcia nie rozpadły się wszystkie próbki serii, to budują tylko dolną część krzywej dystrybucji do podstawowej trwałości.

Na rysunku na logarytmicznie normalnego вероятностной papierze przedstawiono rodzina krzywych dystrybucji , wybudowany według tabeli.1.

Tabela 1

Вариационные szeregi liczby cykli do zniszczenia próbek ze stopu marki В95

______________
* Próbki nie rozpadły.

Krzywe rozkładu trwałości próbek ze stopu marki В95

1 — =

33 kg/mm(330 Mpa); 2 — = 28,5 kg/mm(285 Mpa);
3 — = 25,4 kg/mm(254 Mpa); 4 — = 22,8 kg/mm(228 Mpa);
5 — = 21 n/mm(210 Mpa); 6 — = 19 n/mm(190 Mpa)

Ocenę wartości średniej i среднеквадратического odchylenia logarytmu trwałości prowadzą do poziomów napięcia, na których niszczone wszystkie próbki serii. Średniej wartość i selektywne odchylenie standardowe logarytmu trwałości próbek () obliczamy według wzoru:

;

.

W tabeli.2 jako przykład przedstawiono obliczenia i dla próbek ze stopu marki В95, badanych przy napięciu = 28,5 kg/mm(285 Mpa) (patrz tab.1).

Tabela 2

= 102,59.

= 10524,75.

= 526,70.

= 5,13.

.*

_______________
* Formuła zgodne z oryginałem. — Uwaga producenta bazy danych.

Ilość serii próbek obliczamy według wzoru

lub

,

gdzie  — współczynnik zmienności wartości ;

i  — dopuszczalne względne błędy zaufania prawdopodobieństwa w ocenie wartości średniej i średniej квадратического odchylenia wartości odpowiednio;

 — prawdopodobieństwo błędu pierwszego rodzaju;

 — kwantyle нормированного rozkładu normalnego, odpowiednia prawdopodobieństwo (wartości najczęściej używanych квантилей przedstawiono w tabeli.3).

Wartości błędów wybierają w obrębie = 0,02−0,10 i = 0,1−0,5, prawdopodobieństwo błędu pierwszego rodzaju biorą 0,05−0,1.

Tabela 3

APLIKACJA 6 (jest to zalecane). BUDOWANIE RODZINY KRZYWYCH ZMĘCZENIA WEDŁUG KRYTERIUM PRAWDOPODOBIEŃSTWA ZNISZCZENIA

APLIKACJA 6
Zalecana

Dla budowania rodziny krzywych zmęczenia testy powinny być na czterech-sześciu poziomach napięcia.

Minimalny poziom należy wybrać tak, aby do podstawowej liczby cykli niszczone od około 5% do 15% próbek badanych na tym poziomie napięcia. Na następnym (w porządku rosnącym) poziomie napięcia musi zwinąć 40% — 60% próbek.

Maksymalny poziom napięcia, biorąc pod uwagę wymagania na długość lewej gałęzi krzywej zmęczenia (5·10cykli). Pozostałe poziomy rozkładają się równomiernie pomiędzy maksymalnymi i minimalnymi poziomami napięć.

Wyniki badań dla każdego poziomu napięcia wyposażone są w вариационные szeregi, na podstawie których budują rodzina krzywych rozkładu trwałości w układzie współrzędnych (załącznik 7).

Określają wartości prawdopodobieństwa zniszczenia i na podstawie krzywych rozkładu trwałości budują rodzina krzywych zmęczenia równym prawdopodobieństwem.

Na rysunku przedstawiono krzywe zmęczenia próbek ze stopu marki В95 dla prawdopodobieństwa zniszczenia = 0,5; 0,10; 0,01, zbudowane na podstawie wykresów.

Minimalna wymagana liczba próbek do budowania rodziny krzywych zmęczenia ustala się w zależności od zaufania prawdopodobieństwa i maksymalnego względnego błędu w ocenie granic wytrzymałości dla danej prawdopodobieństwa na podstawie formuły

,

gdzie  — współczynnik zmienności granic wytrzymałości;

 — kwantyle нормированного rozkładu normalnego;

 — funkcja zależna od prawdopodobieństwa, dla której wyznacza się wytrzymałość. Wartości tej funkcji, znalezione metodą statystycznego modelowania, przedstawiono w tabeli.

Krzywe zmęczenia próbek ze stopu marki В95

1 —= 1%; 2 —= 10%; 3 —= 50%

APLIKACJA 7 (zalecane). RYSOWANIE KRZYWEJ ROZKŁADU GRANIC WYTRZYMAŁOŚCI I OCENA JEGO WARTOŚCI ŚREDNIEJ I ŚREDNIEJ КВАДРАТИЧЕСКОГО ODCHYLENIA

APLIKACJA 7
Zalecana

RYSOWANIE KRZYWEJ ROZKŁADU GRANIC WYTRZYMAŁOŚCI I OCENA JEGO WARTOŚCI ŚREDNIEJ I ODCHYLENIA СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО

Do budowania krzywej rozkładu granic wytrzymałości próbki doświadczają na sześciu poziomach napięcia.

Najwyższy poziom napięcia jest wybierany w taki sposób, aby wszystkie próbki przy tym napięciu upadł do podstawowej liczby cykli. Wartość maksymalnego napięcia biorą (1,3−1,5) od wartości granicy wytrzymałości =0,5. Pozostałe pięć poziomów rozmieszczone w taki sposób, aby na poziomie średnim разрушалось około 50%, na dwóch wysokich — 70% — 80% i nie mniej niż 90% i na dwóch niskich — nie więcej niż 10% i 20% — 30%, odpowiednio.

Wartość naprężeń zgodnie z określonym prawdopodobieństwem zniszczenia wybierają na podstawie analizy dostępnych danych dla podobnych materiałów lub z pomocą wstępnych badań.

Po wyniki badań są w postaci вариационных rzędów, na podstawie których budują krzywe rozkładu trwałości zgodnie z metodą określoną w załączniku nr 5.

Na podstawie krzywych rozkładu trwałości budują rodzina krzywych zmęczenia dla wielu prawdopodobieństwa zniszczenia (załącznik 8). Do tego wskazane jest, aby korzystać z prawdopodobieństwa 0,01, 0,10, 0,30, 0,50, 0,70, 0,90 i 0,99.

Na krzywych zmęczenia określają odpowiednie wartości granicy wytrzymałości. Granica wytrzymałości dla prawdopodobieństwa zniszczenia =0,01 znajdują metodą graficznej odpowiedniej ekstrapolacji krzywej zmęczenia do podstawowej liczby cykli.

Znalezione wartości granic wytrzymałości stosowane na wykresie o współrzędnych: prawdopodobieństwo zniszczenia w skali odpowiadającej rozkładu normalnego, — wytrzymałość w kg/mm(Mpa). Przez wybudowane punkty prowadzą linię, będącą graficzną ocenę funkcji rozkładu granic wytrzymałości. Rozbijają zakres zmienności granicy wytrzymałości na 8−12 interwałów, określają średnie wartości granicy wytrzymałości i jego odchylenie standardowe na podstawie poniższego wzoru:

;

,

gdzie  — średnia wartość granicy wytrzymałości;

 — odchylenie standardowe granicy wytrzymałości;

 — wartość granicy wytrzymałości w środku przedziału;

 — liczba okresów;

 — przyrost prawdopodobieństwa wewnątrz jeden okres.

Jako przykład na podstawie wyników badań na konsoli zginanie z obrotem 100 próbek ze stopu aluminium marki AB, przedstawionych w tabeli.1, budują funkcję rozkładu granic wytrzymałości do bazy 5·10cykli i określają wartość średnią i odchylenie standardowe.

Tabela 1

Wartości wytrzymałości próbek ze stopu marki AB

_____________
* Próbki nie rozpadły.


Na podstawie вариационных rzędów (tab.1) budują krzywe rozsyłu trwałość (cholera.1).

Krzywe rozkładu trwałości próbek ze stopu marki AB

1 — = 16,5 kg/mm(165 Mpa); 2 — = 13,5 kg/mm(135 Mpa);
3 — = 12,5 kg/mm(125 Mpa); 4 — = 12,0 kg/mm(120 Mpa);
5 — = 11,5 kg/mm(115 Mpa); 6 — = 11,0 kg/mm(110 Mpa)

Cholera.1

Tworząc poziome przecięcia krzywych rozsyłu trwałość (cholera.1) dla poziomów prawdopodobieństwa = 0,01, 0,10, 0,30, 0,50, 0,70, 0,90, 0,99 (lub 1, 10, 30, 50, 70, 90, 99%), znajdują odpowiednie trwałości przy zadanych wartościach napięć, na podstawie których budują krzywe zmęczenia według kryterium prawdopodobieństwa zniszczenia (cholera.2).

Krzywe zmęczenia dla próbek ze stopu marki AB dla różnych prawdopodobieństwa zniszczenia

1 — = 1%, 2 —= 10%, 3 —= 30%, 4 —= 50%,
5 — = 70%, 6 — = 90%, 7 — = 99%

Cholera.2

Z wykresów (cholera.2) kręcą wartości granic wytrzymałości do bazy 5·10cykli. Wartości granic wytrzymałości przedstawiono w tabeli.2.

Tabela 2

Wartości limitów ograniczonej wytrzymałości próbek ze stopu marki AB (baza 5·10cykli)

Na podstawie wyników podanych w tabeli.2, budują krzywą rozkładu wytrzymałości (cholera.3).

Krzywa dystrybucji limitu ograniczonej wytrzymałości próbek ze stopu marki AB (baza 5·10cykli)

Cholera.3

Dla określenia średniej wartości granicy wytrzymałości i jego среднеквадратического odchylenia zakres zmienności granic wytrzymałości podzielona na 10 przedziałów po 0,5 n/mm(5 Mpa). Obliczenie tych charakterystyki zgodnie z podanymi wzorami prezentowane w tabeli.3.

Tabela 3

Obliczenie wartości średniej i średniej квадратического odchylenia limitu ograniczonej wytrzymałości próbek ze stopu marki AB

Wymaganą ilość zmęczeniowych do budowania krzywej rozkładu granic wytrzymałości określają według wzoru z załącznika 6.

= 12,106 kgf/mm(121,06 Mpa); = 0,851;

0,922 kgf/mm(9,22 Mpa)

APLIKACJA 8 (jest to zalecane). PROTOKÓŁ badania próbki

APLIKACJA 8
Zalecana

PROTOKÓŁ N ________

testy przykładowe (załącznik do podsumowania protokołu N _______)

Przetwarzanie pętli histerezy

APLIKACJA 9 (zalecane). SKONSOLIDOWANY RAPORT

APLIKACJA 9
Zalecana

SKONSOLIDOWANY RAPORT N_________