Вычисление коэффициента интенсивности напряжений

Далее вычисляют расчетное значение коэффициента интенсив­ности напряжений Kq по формулам табл. 6.4.

Зная Kq, определяют минимально допустимые корректные раз­меры: для плоских образцов толщину tpK и для цилиндрических образцов — диаметры DpK и dpK по формулам:

V =РкDpk =2,3dpK =1,6•[^ (6.135)

Здесь Рк =2,5 для сталей, алюминиевых и титановых сплавов; и Рк = 0,6 для чугунов.

Таблица 6.4

Формулы для вычисления расчетной величины коэффициента интенсивности напряжений

Тип

об­

разца

Формула

Коэффициент К-тарировки

Допусти­

мые

пределы

1

j Pq y

jq — , - к 1

Y — 0,380

1 + 2,3082 + 2,439 f)

0,3b <2l< <0,56

2

Kq — J-<Y2, Y2)

Y2 — 6,53 1 -1,8167 D + 0,9167 f) Y2'— 11 f)

0,6D<d<

<0,7D

2S<0,08d

3

j — Pq y

jQ — Ыь Y

Y3 —13,74

1 - 3,380 b + 5,572 f)

0,45b <l< <0,556

4

j PQ 'L Y

jQ — Ф Y4

Y4 — 3,494

9

8

,3

5,

+

CO

3,

-

0,45b <l< <0,556

Результат вычисления Kq по формулам табл. 6.4 считается кор­ректным (Kq = KIC), если справедливы следующие три условия:

■ У диаграммы II вида: PC < 1,1PD; у диаграмм III и IV видов: Pc < 1,1Pq.

■ У плоских образцов 1, 3 и 4 типов: t > tpK; Фс = (1 - tc/t) ■ 100% < < 1,5%; кроме того Vc < 1,2Vq для диаграмм III и IV типов и Vc < 1,2VD для диаграмм II типа.

■ У образцов 2 типа: D > DpK; d > dpK.

Если хотя бы одно из этих условий не выполняется, то для оп­ределения корректного критического значения коэффициента интенсивности напряжений Kic требуется испытать образцы боль­шего размера.

По некорректным результатам испытаний можно вычислить условный коэффициент интенсивности напряжений КС — по фор­мулам табл. 6.4 с заменой Pq на PC. Полученные значения Kq при­нимают равными КС.

Можно также вычислить критический коэффициент интенсив­ности напряжений для образца данной толщины или диамет­ра KqT, предварительно рассчитав величины номинального разру­шающего напряжения по ослабленному сечению образца стС0 по формулам табл. 6.5.

В случае, когда стС0 меньше 0,8ст0 2 по формулам табл. 6.4 вы­числяют значения Kq. По полученным значениям Kq определя­ют значения расчетной длины (полудлины) исходной трещины

Таблица 6.5

Формулы для вычисления разрушающего напряжения асо

Тип образца

1

2

3

4

Формула

?q

с 4 ■ ?q

?q

= съ - i)tX

6PQb

Сии {Ъ - 21) ■ t

СС" Ud2

х[. ♦ Щ-jl]

Сии {Ъ -1)2 ■ t

с учетом пластической зоны lT для плоских образцов типов 1, 3 и 4 по формуле к2

і — і і 1 Q T — (6Л36)

и расчетного диаметра ослабленного сечения с учетом пластиче­ской зоны dT для цилиндрических образцов типа 2:

і KQ

d — 1 - о^-г1, (6.137)

3 - л г0,2

где у = 210 • t* + 1,8 при t* от 1х10-3 до 20х10-3 и g = 6 при t* боль­ше 20х10-3. t* — безразмерный параметр, численно равный тол­

щине образцов типов 1, 3 и 4 в м.

Далее значение KqT получают по формулам табл. 6.4 с заме­ной Kq на KqT, l на lT для образцов типов 1, 3 и 4, d на dT для об­разцов типа 2.

Если стс0 меньше 0,8ст0 2, можно вычислять критический коэф­фициент интенсивности напряжений для образца данной толщи­ны или диаметра при максимальной нагрузке КС, в соответствии с табл. 6.4 с заменой Kq на Кс и Pq на PC.

Вычисление раскрытия трещины Sc-

Величину раскрытия трещины 8С вычисляют для точек С лю­бых типов диаграмм «Р—V» рис. 6.61 по формулам табл. 6.6.

Тип

образцов

Формула

1и2

, У + (Ki)2 ■ (1 - V2) 8с “ + 2а0,2 ■ Е

3

С = ус ■ (Ь-D + Kc)2 ■(1 - V2)

С рС 3Z + 1,75Ь + 21 2о0 2 ■ Е

4

, У 0,4 ■ (Ь -1) + (КС )2 ■ (1 - V2) С рС 0,4Ь + 0,6/ + Z 2о0 2 ■ Е

Таблица 6.6

Формулы для вычисления раскрытия трещины 5с

Входящее в эти формулы значение условного коэффициента интенсивности напряжений KC вычисляют по формулам соответ­ствующего раздела из 6.3.16. Смещение берегов надреза за счет пластической деформации в точке С диаграммы VpC находят гра­фически из диаграмм «Р-V» в соответствии с рис. 6.61.

Оставить комментарий