Стандарт ASTM E399, разработанный Американским обществом по испытанию материалов (ASTM), описывает метод испытания для определения трещиностойкости металлических материалов в условиях преимущественно линейно-упругого плоского напряженного состояния с использованием образцов с предварительно созданными усталостными трещинами толщиной 1,6 мм и более.
В этом методе образцы подвергаются воздействию силы смещения трещины, которая увеличивается медленно или, в особых (селективных) случаях, быстро. Подробное описание испытательного оборудования, конфигурации образцов и экспериментальной процедуры приведено в данном стандарте. Описаны две процедуры расчета значений трещиностойкости с использованием экспериментальных данных:
Испытания на плоскостную трещиностойкость материалов толщиной менее 1,6 мм, обладающих достаточной хрупкостью, могут быть проведены с использованием других типов образцов. Стандартного метода испытаний для материалов такой толщины не существует.
ASTM E399 — это широко используемый стандарт механики разрушения, разработанный для определения линейно-упругой плоскостной трещиностойкости при растяжении металлических материалов. Основным измеряемым свойством является KIc, описывающий сопротивление металла неустойчивому росту трещин при наличии острой трещины под сильным растягивающим напряжением.
Вязкость разрушения имеет особое значение, поскольку компонент может разрушиться, даже если его номинальное напряжение ниже обычного предела прочности на растяжение или предела текучести материала, при наличии достаточно большой трещины или дефекта.
Стандарт ASTM E399 устанавливает требования к измерению трещиностойкости в условиях преимущественно линейно-упругих, плоских напряжений. Этот метод использует образец, содержащий предварительную усталостную трещину, и прикладывает возрастающую силу смещения трещины до тех пор, пока не произойдет разрушение.
Данный стандарт предназначен в первую очередь для металлических материалов, где пластическая зона на вершине трещины достаточно мала по сравнению с соответствующими размерами образца. Это позволяет характеризовать характер разрушения с помощью линейной упругой механики разрушения.
Стандарт ASTM E399 охватывает показатель KIc и также предусматривает дополнительную процедуру определения KIsi в заданных условиях.
Вязкость разрушения — это показатель способности материала сопротивляться распространению трещин. Она отличается от предела прочности при растяжении. В то время как предел прочности при растяжении описывает, какое напряжение материал может выдержать до разрушения от растяжения, вязкость разрушения учитывает совокупное воздействие следующих факторов:
Материал с высокой трещиностойкостью способен выдерживать относительно большие трещины без катастрофического разрушения, в отличие от материала с низкой трещиностойкостью.
Символ KIc обозначает вязкость разрушения при плоском растяжении материала. Это значение характеризует сопротивление материала разрушению в нейтральной среде при воздействии острой трещины и условиях, приближающихся к линейно-упругому поведению при плоском растяжении. В данном стандарте указано, что для предполагаемой интерпретации KIc пластическая зона на вершине трещины должна оставаться небольшой по сравнению с размером трещины, толщиной образца и оставшейся соединительной тканью.
Когда концентрация напряжений достигает критической трещиностойкости материала в условиях преобладающего плоского напряженного состояния, может начаться неустойчивый рост трещин.
В соответствии со стандартом ASTM E399, процедура, как правило, включает следующие основные шаги:
Стандарт ASTM E399 устанавливает требования к различным конфигурациям образцов. В последней версии конкретно включены следующие пункты:
Выбор конфигурации образца зависит от материала, объема доступного материала, геометрии компонента и требований лаборатории.
Одним из важнейших аспектов стандарта ASTM E399 является создание достаточно острой трещины перед окончательным испытанием на разрушение. Выточенный механическим способом надрез не обязательно воспроизводит остроту и концентрацию напряжений естественной трещины. Поэтому образец подвергается контролируемой циклической нагрузке для расширения надреза и создания трещины, предшествующей усталости. Это обеспечивает более реалистичные условия на вершине трещины для испытаний по механике разрушения.
В стандарте ASTM E399 критически важны несколько параметров:
Стандарт ASTM E399 важен, поскольку трещиностойкость является критически важным инженерным свойством конструкций, содержащих или потенциально содержащих трещины и дефекты. Этот стандарт предоставляет контролируемый и воспроизводимый метод оценки этого свойства. Области применения включают:
На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентной и опытной командой, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и помогает в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем услуги по тестированию в соответствии со стандартом ASTM E399.
Вы можете попросить нас заполнить нашу форму, чтобы записаться на прием, получить более подробную информацию или запросить оценку.
