HB 5268-1983有机玻璃板材断裂韧度试验方法.pdf

中华人民共和国航空工业部部标准
HIB5268-83
有机玻璃板材断裂韧度
试验方法
1983-12-31发布
1984-05-01实施
中华人民共和国航空工业部批准
中华人民共和国航空工业部
部标准
HB5263-83
有机玻璃板材断裂韧度试验方法
本标准适用于在室温下测定厚度不小宇2營米的有机玻縞板材的平面应变断裂韧度K1
术语、定义及符号
1.1术语和定义
1.1应力强度因子K1。按线弹性理论,理想裂纹承受张开型載荷时,裂纹尖端附近区域应力强度
的度量。
1.1.2平面应变断裂韧度K:c。在平面应变条件下,裂纹扩展达到临界状态的Ki值。它表征材料抵
抗裂纹扩展的能力,是度量材料韧性的指标。本标准中K:c是在自劾记录载荷对中心裂纹张开位移曲线
上,根据裂纹扩展增量为2X所对应的载荷及裂纹长度代入式〔2)计算所得,
1.2符号及单位
K-Ⅰ型应力强度因子于
公斤力厘米2
K1。平面应变断裂初度
公斤力/厘米2
K。一平画应力断裂韧度
公斤カ/厘米2:
KーK:,的条件值
公斤力/厘米32
K一应力强度因子速率
公斤力/厘米/2/分
o。,2材料拉伸条件屈服极限
公斤力/厘米2
E一材料拉伸弹性模量
公斤力/厘米
S一试验结果的标准差
公斤力/厘米8'2
试样承受的最大载荷
公斤力;
P,一裂纹扩护展达到临界状态时的载荷
公斤力
D。一载荷换算系数
公斤力/厘米
D,一裂纹张开位移换算系数
厘米/厘米;
V一试样中心裂纹张开位移
厘米
V.一裂纹扩展达到隘界状态时的张开位移
厘米
28-包括孔直径、引发槽及疲劳裂纹在内的裂纹总长度
厘米
2a0一初始裂纹长度
厘米;
2a,一临界裂纹长度
厘米
WW一试样宽度
厘米
B一试样厚度
厘米
R疲劳试验应力比(疲劳试验时施加交变载荷的最小值与最大值之比)
一疲劳试验频率
赫芝;
N一疲劳備环次数
次
2试洋
2.1试样形状和尺寸
航空工业部1983-12-31发布
1984-05-01
HB5268-84
试样采用中心穿透裂文试样(图)。厚度不小于2毫米,允许采用满足线弹性要求的直条形试样
120±1
Φ5北0.05
槽宽0.2
250
中心穿透裂纹试样
2.2试样取向
有机玻璃断裂韧度与试样取向及裂纹扩展方向有关、在试验中所用试样必须注明取样方向。试样取
向用两个字母表示(图2)。图中第一个字母表示裂纹面法线方向。第二个字母表示裂纹扩展方向。
?
LT
B3厚度
图2试样取向方向
2.了试样疲劳裂纹引发槽的制备
试样的疲劳裂纹引发槽采用专用模具(图3)和小锯(图4)加工制成。把加工好外形尺寸的试样,
放入模具,对准试样纵向中线并固定,用中5钻头以500~100转/分的转速和0.02~0.06毫米/转的进刀
量钻通孔。然后将此孔移置模具中心4.5扁孔内,对好中心,用小锯沿0.2毫米的模具导向槽加工引发
槽。加工时应保证引发槽顶端平直
3试验设备
试验机
凡是载荷偏差不大于土!8且能裟配适宜的载荷传感器的各种型式枋料拉伸试验机均可采用
3.2载荷传感器
必须有良好的线性度,精度在士1%以内
る位移传感器
推荐结构如附录A(图A1)。位移传感器必须有良好的线性度,必须在刻度为0.0005氅米的标定
器上进行标定,其线性误差不大于土0.001毫米。在测量范围内,重复标定三次。每次标定后取下位移
传感器重萧新安装标定。位移传感器读数应单向连续增加,在标定量程内不少于10点
HB5268--84
34电阻应变仪
如采用推荐的位移传感器和载荷传感器,需配备相应的动愙电阻应变仪
M6
2孔5土0.02
.024
2±0
图3引发槽加工模具图
10
50
052
A放大
齿形尺t
图4加工引发槽用小锯
HB5268-84
3.5xy函数记录仪
用以自动记录载荷对中心發纹张开位移的变化曲线。
试验环琥景件
4.1标准试验温度为23士2℃。相对湿度为65士5%
4.2若在常温下试验,则必须注明试验时的温度和相对泥度
4,3试样在试验温度下保存的时间应不少于4小时
5试验前准备
5.1疲劳裂纹的制备
5.1.1采用正弦波或其它波形循环加载引发疲劳裂纹。载荷应力比R=0.1。试验频率ぼ推荐2一4赫
芝,引发裂纹的初始载荷,以在24分钟内两边形成穿透裂纹为宜.根据裂纹扩展情况,将载荷逐渐降
低,使最后一级的最大载荷不大于0.7K:c的相应载荷值。在这一级載荷下引发的裂纹长度应不小于裂
纹总长度的38。
5.1.2试样的初始裂纹长度2a0为1.5土0.3厘米。中心孔两端疲劳裂纹长度偏差不得大于0.15厘米。
5.1.3疲劳裂纹平面与载荷轴线垂直,偏差不得大于土5°
5.2试样尺寸的测量
在试样引发疲劳裂纹两端测量试样厚度B,测量三点取平均值。在其附近测量试样宽度W,测量三
点取平均值。测量精确到0.002厘米
5.る试验装置的标定和调整
5.る.1按3.2和3.3的要求标定载荷传感器和位移传感器,在xーy记录仪上标定换算系数D,和D
5.3.2调整试验机夹头移动速度,使应力强度因了速率K在50-100公斤力/厘米2/分范围以内。也
可采用试验机夹头移动速度0.5~1毫米/分
8试验步
装卡试样应平整,以保证试祥的纵轴与试验机的加力轴重叠,且使裂纹平面与受力轴垂直
6.2稳定安装位移传感器并垂直于试样表面,如图5所示
图5位移计装示意图
6.る根据材料的载徜对裂张开位移的关系,调整记录仪放大系努,使ーV曲线初始倾斜角在
40°-60之间,并使曲线约占图幅的二分之一。再次标定換算系数D,和D