HB 5261-1983 金属板材kr曲线试验方法.pdf
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1、中华人民共和国航空工业标准HB 5261-83 金属板材KR曲线试验方法本标准采用中心裂纹拉伸(CCT ) ,紧凑拉伸(CS )反裂纹线模型加载(CLWL ) 试样,测定金属板材的KR曲线.所用试样必须具有足够大的尺寸,使它在整个试验过程中,保持以线弹性为主的状态。( 1 ) KR曲线是用应力强度因子表达材料韧性随裂纹扩展阿变化的曲线,显示材料的抗断裂阻力,它取决于试样厚度、温度和应变率.( 2 )构件失稳扩展载荷,可以用同厚度材料的K议曲线结合构件的裂纹扩展力曲线确定KR曲线与构件裂纹扩展力曲线的切点所对应的K值,就是构件的平面应力断裂韧度Kr值,j(JJ力l所示K KR P. ,a e ,
2、、a,图1KR曲线应用示意图在进行这种估算时,可以认为KR曲线与初始裂纹长度和试样形状无关。l 定义与符号航空工业部发布六二一研究所提出1984年1月1日实施六二一研究所西北工业大大学起草南京航空学院203 HB 5261-83 11 定义1. 11 裂纹沃度a一一有形裂纹长度ap、初始裂纹长度ao、11面界裂纹沃度a,和有效裂纹沃度a,的通称,是应力场和位移场计算中所使用的量.1.1.2 有形裂纹长度ap一一从规定的参考位置到能观察到的裂纹前缘之间的距离、参考it置根据试样形式而定,对CCT试样为中心线,对CS和CLWL试样均为加载线。204 11.3 初始裂纹长度ao一一试验开始前的有形裂
3、纹长度。1.1.4 有效裂纹长度a,一一由于裂纹顶端塑性变形效应而增大了的裂纹长度B注为方便起见电以下的a,均用a表示.11.5 塑性区修正量ry一一裂纹尖端塑性变形效应对有形裂纹长度的修正量、其数值:1 K。ry= -:-一(一一-)L0.2 1.1.6 裂纹扩展量a一裂纹沃度的增量.1.1.7 应力强度因子K一一-均匀线弹性体中,理想裂纹尖端应力场的强度,1.1.8 裂纹扩展阻力KR用应力强度因子K表示的材料抗裂纹扩展的能力。11.9 平面应力断裂韧度Kc一一试样或构件的裂纹开始失稳扩展时的KR值。1.1.10 裂织张开位移-一一裂纹上下表面相互重合的两点在变形后的距离。注本方法中所测的张
4、开位移量(2V)是指裂纹上下两对称点间的相对位移.1.2 符号B 试样厚度。W 试样宽度.L一一试样总妖度。Lo-试样有效长度,即试样两端最内侧加载孔之间的距离.a一一有效裂纹氏度,a,一一临界裂纹长度,lnIn, 口1m:mm; mm nun: n1111 ; mm: nu11, mm a一一有效裂纹扩展量,ap一一有形裂纹扩展量,r,一一-塑性区修正量,K 应力强度因子,KR一一裂纹扩展阻力,Kc一一平面应力断裂韧度,kgf/mm巧;kgf/nUll /2 ; kgf/mmY,嘈2Y 裂纹张开位移量,2Y一一位移测量跨距,P一寸式验载荷,叮b一一-极限强度,。v一一屈服强度(有物理屈服点时
5、取饵,否则取0.2)一一毛截面应力,。N一一净截面应力,mm嘈111111; ksf , KJnn212: kg盯IIInt;kg盯EImt;KJ/1m2可HB 5261-83 kgUm2. E一一弹性模量,一一泊松比.2 试样尺寸及制备2.1试样尺寸2. Ll 对CCT试样,推荐试样宽度、初始裂纹长度和试样有效长度分别为:W35(Ry)max. 2,=0.30 -0.35W。Lo2.0W ( W L5W ( W16(乌)mM。a(J=0.35 - 0.45W 试样形状见图3所示。注为使试验夹具标准化,建议试样宽度用100、150、200毫米等尺寸系列.2.1.3 对CLWL试样,推荐试样宽度
6、和初始裂纹长;度与2.1.2相同。HB 5261-83 IJ. ,S W _. If:,i E 。6 6 3|5 钊l-W企.15 I.Z5W土.0.30一图3CS试样试样形状见图4所示O.303W ?toill-一mH-eu啊诠,也e问喇、卓玛 2 1 d 且-士O.-1.23飞斗士1丁314 CLWL试样试样宽度W、加载孔D及标距长度H应按表l规定:表inml 序号矶fD H 一(一-Y。5.5 KrL.a曲线的绘制5.5.1 将求得的KR-L.a数据点,(L.a=a-ao)绘制在直角座标纸l:M图12所示HB 5261-83 p Ill-i!lii! ac a 乱。图12KRi-Aal散
7、点图为了保证KR曲线拟合的可靠性,数据点不应少f5个,为增加可靠性取1015个为宜。对韧性较好的材料,通常需要更多的数据点。5.5.2 可将一组试样的散点图用工程拟合法(见注)或函数拟合法(见附录c)拟合成KR-a曲线。注工程拟合法的过程为先将散点图上所有的KRi且i数据点就近分组,每组点委和为试样数,分别取每组K缸,且1的平均值,将平均值所表示的数据点标人KR-i.a直角座标系,用人工光滑拟合这些点,从而得到KR-,.a曲线。6 试验报告试验报告应包括下述内容,( a )材料名称、产地、冶炼方法、炉批号及化学成份。( b )材料规格、加工方法,取样方向及热处理工艺。( c )材料机械性能:E
8、、仇、冉、6%.( d )试样尺寸:B、W、230(或ao)Lo、L。( e )试验条件温度、相对湿度、疲劳预裂制度.( f) Kra数据表及散点图。也可同时给出曲线及拟合方程.215 HB 5261-83 C口试样EB2V/P和咔)表.表22a EB2V F(斗a)4 2a EB2V F(主)2a EB2V F(主)W w P W P P W w w 0.300 0.635 1. 059 0.400 0.888 Ll12 0.500 Ll83 Ll89 0.305 0.647 1. 062 0.405 0.901 Ll15 0.505 Ll99 Ll94 0.3 10 0.659 1. 06
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