ASTM E2714-13 Стандартный метод испытаний на усталость при ползучести

В «Стандартном методе испытаний ASTM E2714-13 для испытаний на усталость при ползучести», разработанном Американским обществом испытаний и материалов (ASTM), механические свойства деформации ползучести и усталости или образования трещин в номинально однородных материалах определяются с использованием испытательных образцов. подвергается действию одноосных сил в изотермических условиях. Метод испытаний для определения. Этот стандарт охватывает испытания на усталость при скоростях деформации или циклах, включающих время удерживания, достаточно продолжительное, чтобы учесть реакцию циклической деформации, а также циклы образования трещин, вызванные ползучестью (и окислением).

Этот метод разработан как метод испытаний на усталость, выполняемых для поддержки таких видов деятельности, как исследования и разработки материалов, механическое проектирование, контроль процессов и качества, характеристики продукта и анализ отказов. Циклические условия, ответственные за ползуче-усталостную деформацию и растрескивание, различаются в зависимости от материала и температуры данного материала.

Использование этого метода испытаний ограничивается выборками и не включает испытания натурных компонентов, конструкций или потребительских товаров.

Этот метод испытаний в первую очередь предназначен для определения свойств материала, необходимых для оценки совершенных инженерных конструкций, содержащих элементы, подверженные циклическому нагружению при температурах, достаточно высоких, чтобы вызвать деформацию ползучести.

Этот метод испытаний может применяться для определения свойств деформации и образования трещин или зародышеобразования в результате испытаний с контролем деформации с постоянной амплитудой или испытаний с контролем силы с постоянной амплитудой. В первую очередь он касается испытаний образцов круглого стержня, подвергающихся одноосной нагрузке под контролем силы или деформации.

Основное внимание в процедуре уделяется испытаниям, в которых ползучесть, усталостная деформация и повреждение создаются одновременно в определенном цикле. Сюда не входят испытания блочного цикла, в которых последовательно возникают ползучесть и усталостные повреждения. Данные, которые могут быть определены в результате испытаний на ползучесть и усталость, проводимых в условиях, когда деформация и повреждение при ползучести происходят одновременно, следующие:

• Циклическая реакция деформации напряжения-деформации
• Реакция на деформацию циклической ползучести (или релаксации)
• Циклическое затвердевание, циклическое размягчение.
• Циклы до образования одной или нескольких трещин в испытуемых образцах.

Считается, что трещина образуется в изначально нетреснутом образце, когда она зарождается и распространяется до определенного размера, который можно обнаружить с помощью определенного метода. Для целей настоящего стандарта образование трещины подтверждается измеримым увеличением податливости образца или размером, определяемым методом потенциального уменьшения.

Этот метод испытаний действителен для температур и скоростей деформации, при которых величины зависящих от времени неупругих напряжений (ползучести) имеют тот же порядок или превышают зависящие от времени неупругие напряжения.

Термин «неупругий» используется здесь для обозначения всех неупругих напряжений. Термин «пластичность» используется здесь только для обозначения независимой от времени (т. е. отсутствия ползучести) составляющей неупругого напряжения. Когда коэффициент напряжений превышает определенное значение, можно получить полезную инженерную оценку напряжения, не зависящего от времени.

Для целей настоящего стандарта применяются следующие термины и определения:

• Циклом называется повторяющаяся последовательность значений полной силы (деформации) при нагрузке (напряжении) постоянной амплитуды при усталости.
• Время удержания при испытаниях на усталость — это время в цикле, в течение которого контролируемая переменная испытания (сила, деформация, смещение) остается постоянной во времени. Время удержания обычно приходится на самый высокий стресс или напряжение при натяжении или давлении, но его также можно размещать в других местах цикла.
• Общий период цикла означает время, необходимое для завершения цикла. Общее время цикла представляет собой сумму времени удерживания и времени неудержания.
• Диаграмма гистерезиса представляет собой траекторию напряжения-деформации в течение цикла.
• Начальный модуль упругости представляет собой модуль упругости, определенный во время нагружения первого цикла.
• Модуль упругости в цикле N представляет собой среднее значение модуля упругости, определенного во время части возрастающей нагрузки и части уменьшающейся нагрузки диаграммы гистерезиса для N-го цикла.
• Диапазон напряжения — это разница между максимальным и минимальным напряжением. Для испытаний на усталость при ползучести разница между максимальным и минимальным напряжениями называется диапазоном пиковых напряжений. При испытаниях, проводимых под контролем деформации, разность напряжений в точках изменения управляющего параметра называется размахом релаксированных напряжений.

Испытания на усталость при ползучести обычно проводятся при повышенных температурах и включают последовательное или одновременное применение условий нагрузки, необходимых для создания циклической деформации/повреждения, которая усиливается деформацией/повреждением при ползучести или наоборот.

Если такие испытания не проводятся в вакууме или в инертной среде, окисление также может быть причиной значительных интерференционных эффектов, связанных с накоплением повреждений. Целью испытаний на ползучесть является определение:

• Оценка входных данных для анализа деформаций и повреждений инженерных конструкций, работающих при высоких температурах
• Проверка эффективности модели структурных деформаций и повреждений
• Характеристика материала
• Данные о свойствах материалов для разработки и проверки правил нового строительства и оценки срока службы высокотемпературных компонентов, подвергающихся циклической эксплуатации на низких частотах или с фиксированными периодами эксплуатации, или того и другого.

Среди многочисленных исследований по испытаниям, измерениям, анализу и оценке, которые она предоставляет предприятиям в различных секторах, наша организация также предоставляет услуги по испытаниям, определенные в стандарте «ASTM E2714-13 Стандартный метод испытаний для испытаний на усталость при ползучести», с обученным и опытным персоналом и передовое технологическое оборудование.