ГОСТ 29167-91. Бетоны. Методы определения характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении
(утв. Постановлением Госстроя СССР от 25.11.1991 № 13)
Внимание
Документ утратил силу с 01.09.2022 в связи с изданием Приказа Росстандарта от 16.12.2021 № 1788-ст. Взамен введен в действие ГОСТ 29167-2021. Документ утратил силу с 01.09.2022 в связи с изданием Приказа Росстандарта от 16.12.2021 № 1788-ст. Взамен введен в действие ГОСТ 29167-2021. С 1 июля 2003 года до вступления в силу технических регламентов акты федеральных органов исполнительной власти в сфере технического регулирования носят рекомендательный характер и подлежат обязательному исполнению только в части, соответствующей целям, указанным в пункте 1 статьи 46 Федерального закона от 27.12.2002 № 184-ФЗ. Документ введен в действие с 01.07.1992.
ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ
flowchart LR n0["ГОСТ 29167-91"]:::rst click n0 "https://bukva.ai/docs/gost-29167-91" "ГОСТ 29167-91. Бетоны. Методы определения характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении (утв. Постановлением Госстроя СССР от 25.11.1991 N 13)" n1["ГОСТ 29167-2021"]:::doc click n1 "https://bukva.ai/docs/gost-29167-2021" "ГОСТ 29167-2021. Межгосударственный стандарт. Бетоны. Методы определения характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении (введен в действие Приказом" n0 --> n1 classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000; classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000; classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;
от 25 ноября 1991 г. № 13
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ (ВЯЗКОСТИ РАЗРУШЕНИЯ) ПРИ СТАТИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
Concretes. Methods for determination of fracture toughness characteristics
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. Разработан Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона (НИИЖБ) Госстроя СССР, Министерством энергетики и электрификации СССР, Министерством высшего и среднего специального образования СССР.
Разработчики: Е.А. Гузеев, д-р техн. наук; В.В. Жуков, д-р техн. наук; Л.А. Сейланов, канд. техн. наук; В.И. Шевченко, д-р техн. наук; Ю.В. Зайцев, д-р техн. наук; Л.П. Трапезников, д-р техн. наук; Р.Л. Серых, д-р техн. наук; М.И. Бруссер, канд. техн. наук; И.М. Дробященко, канд. техн. наук; Л.Н. Зикеев, канд. техн. наук; К.Л. Ковлер, канд. техн. наук; В.Ю. Ляпин; А.П. Пак, канд. техн. наук; А.М. Юдилевич; Х.М. Виркус, канд. техн. наук; Э.Х. Варес, Л.П. Орентлихер, д-р техн. наук; А.В. Лужин, д-р техн. наук; Г.М. Первушин, канд. техн. наук; А.А. Ашбаров, канд. техн. наук; А.Б. Пирадов, д-р техн. наук; К.А. Пирадов, канд. техн. наук; Е.Н. Пересыпкин, д-р техн. наук; В.П. Крамской, канд. техн. наук; Б.Ф. Турукалов, канд. техн. наук; В.В. Панасюк, акад. АН УССР; С.Я. Ерема, канд. техн. наук; Л.Т. Бережницкий, канд. техн. наук; И.И. Лучко, канд. техн. наук; В.М. Чубриков, канд. техн. наук; В.И. Ягуст, канд. техн. наук; А.И. Марков, канд. техн. наук; Р.О. Красновский, канд. техн. наук; В.В. Арончик, канд. техн. наук; Т.С. Петцольд, д-р техн. наук; С.Н. Леонович, канд. техн. наук; С.Т. Андросов, канд. техн. наук; И.С. Кроль; А.К. Торгачев; А.М. Поплавский; В.И. Воробьев; С.А. Шейкин; С.П. Абрамова; И.Н. Нагорняк.
2. Внесен Министерством энергетики и электрификации СССР.
3. Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета по строительству и инвестициям от 25.11.1991 № 13.
4. Ссылочные нормативно-технические документы
| Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта, приложения |
|---|---|
| ГОСТ 8074-82 ГОСТ 10180-90 ГОСТ 18105-86 ГОСТ 28570-90 | Приложение 3 2.5, 2.6, 3.1, 3.3, 3.4 2.7 2.5, 2.6, 3.1, 3.3 |
Настоящий стандарт распространяется на бетоны всех видов (кроме ячеистых), применяемых в строительстве, и устанавливает методы их испытаний для определения силовых и энергетических характеристик трещиностойкости при статическом кратковременном нагружении.
Требования настоящего стандарта являются рекомендуемыми.
Обозначения, применяемые в настоящем стандарте, приведены в Приложении 1. Пояснения к терминам приведены в Приложении 2.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Характеристики трещиностойкости определяют при равновесных и неравновесных механических испытаниях.
Равновесные испытания на стадии локального деформирования образца характеризуются обеспечением адекватности изменения внешних сил внутренним усилиям сопротивляемости материала с соответствующим статическим развитием магистральной трещины.
Неравновесные испытания характеризуются потерей устойчивости процесса деформирования образца в момент локализации деформации по достижении максимальной нагрузки, с соответствующим динамическим развитием магистральной трещины.
1.2. Для определения характеристик трещиностойкости испытывают образцы с начальным надрезом. При равновесных испытаниях записывают диаграмму F-V; при неравновесных испытаниях фиксируют значение F_{c}^{*} .
Допускается проведение равновесных испытаний с фиксацией текущих размеров развивающейся магистральной трещины ( a_{ij} ) и соответствующих значений прилагаемой нагрузки ( F_{ij} ) согласно Приложению 3.
1.3. По результатам испытаний определяют следующие основные силовые — в терминах коэффициентов интенсивности напряжений (К), энергетические — в терминах удельных энергозатрат (G) и джей-интеграла (J), характеристики трещиностойкости: K_{c},K_{c}^{*},K_{i},G_{F},G_{i},G_{ce},J_{i},\chi_{F}^{c}.
Значения R_{bt},R_{btf},E_{b} определяют по Приложению 4.
1.4. Определяемые по настоящему стандарту характеристики трещиностойкости (наряду с другими характеристиками механических свойств) используют для:
сравнения различных вариантов состава, технологических процессов изготовления и контроля качества бетонов;
сопоставления бетонов при обосновании их выбора для конструкций;
расчетов конструкций с учетом их дефектности и условий эксплуатации;
анализа причин разрушений конструкций.
2. ОБРАЗЦЫ
2.1. Для определения характеристик трещиностойкости при равновесных испытаниях применяют образцы типа 1 — для испытаний на изгиб (черт. 1).
Образец — призма квадратного поперечного сечения для испытания на изгиб силой F в середине пролета.
2.2. Для определения характеристик трещиностойкости при неравновесных испытаниях применяют образцы типов 1 — для испытаний на изгиб (черт. 1), 2 — для испытаний на осевое растяжение (черт. 2), 3 — для испытаний на внецентренное сжатие (черт. 3), 4 — для испытаний на растяжение при раскалывании (черт. 4).
Образец — призма квадратного поперечного сечения для испытания на осевое растяжение силой F.
Образец — куб для испытаний на внецентренное сжатие силой F.
Образец — цилиндр для испытаний на растяжение при раскалывании.
Примечание к черт. 1 - 4. Обозначения приведены в Приложении 1, размеры образцов — в таблице.
| Максимальный размер зерна | Размеры образцов | |||
| заполнителя d am | тип 1 | тип 2 | тип 3 | тип 4 |
| Менее 1,25 | 40 10/5 | 40 15 | 40 10 | 100 30 |
| 1,25 — 5,0 | 70 25/5 | 70 25 | 70 15 | 100 30 |
| 5,0 — 10,0 | 100 35/5 | 100 45 | 100 25 | 100 30 |
| 10,0 — 20,0 | 150 50/10 | 150 60 | 150 35 | 200 60 |
| 20,0 — 40,0 | 200 70/10 | 200 80 | 200 50 | 200 60 |
| 40,0 — 60,0 | 300 100/15 | 300 120 | 300 75 | 400 120 |
| 60,0 — 80,0 | 400 140/20 | 400 160 | - - | 400 120 |
Примечание. При неравновесных испытаниях образца типа 1 допускается не образовывать верхний надрез ( a_{0i} = 0).
2.3. Соотношение размеров и схемы нагружения образцов приведены на черт. 1 - 4.
Минимальные размеры образцов и размеры начальных надрезов принимают по таблице в зависимости от размера зерна заполнителя d_{am} .
2.4. Начальные надрезы наносят при помощи режущего инструмента или при формовании образцов путем закладывания фольги либо латунной (или стальной) пластины.
Ширина начального надреза не должна превышать 0,5 d_{am} и быть не более 2 мм.
2.5. Образцы для испытаний изготавливают по ГОСТ 10180 сериями не менее чем из четырех образцов-близнецов каждая, либо выбуривают (выпиливают) из изделий, конструкций, сооружений по ГОСТ 28570.
2.6. Для изготовления образцов используют оборудование по ГОСТ 10180 и ГОСТ 28570.
2.7. Условия твердения образцов после изготовления принимают по ГОСТ 18105.
3. ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
3.1. Перечень оборудования и его характеристики для изготовления образцов всех типов и их испытаний для определения характеристик трещиностойкости при неравновесных испытаниях принимают по ГОСТ 10180 и ГОСТ 28570.
3.2. Для определения характеристик трещиностойкости при равновесных испытаниях образцов типа 1 используют испытательное оборудование согласно Приложению 5; при этом средства измерения должны обеспечивать непрерывную двухкоординатную запись диаграммы F-V в соответствии со схемой коммутации аппаратуры согласно Приложению 6.
3.3. Допускается использование других средств измерения, оборудования и приспособлений, если их технические характеристики удовлетворяют требованиям ГОСТ 10180 или ГОСТ 28570 и Приложению 5 настоящего стандарта.
3.4. Правила поверки и аттестации средств измерения и испытательного оборудования принимают по ГОСТ 10180.
4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ
4.1. При проведении испытаний температура окружающей среды должна составлять (20 +/- 5) °С, а относительная влажность — не менее 50%.
4.2. Линейные размеры образцов измеряют с погрешностью не выше 1 мм, их перемещения — 0,01 мм, а усилия, действующие на образец, — не более 1% измеряемого максимального усилия.
4.3. Перед началом испытаний следует провести два цикла нагружения-разгружения до нагрузки, составляющей 10% ожидаемой максимальной нагрузки.
4.4. Скорость нагружения образцов устанавливают по скорости перемещения нагружающей плиты пресса в пределах 0,02 — 0,2 мм/с; при этом время испытаний должно составлять не менее 1 мин.
4.5. При равновесных испытаниях образцы типа 1 нагружают непрерывно до их разделения на части с фиксацией полной диаграммы состояния материала F-V (черт. 5, кривая OTCDE).
Для определения значений K_{c},G_{ce} на стадии локального деформирования производят 5 — 7 кратковременных разгружений образцов для определения направлений линий разгрузок (например, линия \text{ХХ }\prime\prime на черт. 6) с фиксацией полной диаграммы состояния материала F-V (черт. 6, кривая OTCXDE).
При равновесных испытаниях образцов типа 1 с b >= 200 мм производят поправку на массу образца и дополнительного оборудования согласно Приложению 7.
4.6. При неравновесных испытаниях образцы типов 1 — 4 нагружают непрерывно вплоть до их разделения на части с фиксацией значения F_{c}^{*} .
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. Определение характеристик трещиностойкости по результатам равновесных испытаний образцов типа 1.
5.1.1. Полную диаграмму состояния трансформируют в расчетную и производят дополнительные построения (черт. 5):
а) с начала прямолинейного нисходящего участка диаграммы, то есть из точки D, где выполняется условие (dF/dV) ~ const, проводят отрезок DK, перпендикулярный оси OV;
б) фиксируют расчетную диаграмму OTCDK;
в) из точки С опускают перпендикуляр СН к оси OV и линию СА, параллельную упругой линии ОТ;
г) определяют величину отрезка ОМ из выражения (1):
V_{ui}^{c} = V_{e} \frac{1 + 2,8\varphi^{2}}{1 + 2,8\varphi^{2} + 6\varphi[(\frac{\lambda}{1 - \lambda})^{2}(5,58 - 19,57\lambda + 36,82\lambda^{2} - 34,94\lambda^{3} + 12,77\lambda)^{4}]} , (1)
д) из точки М восстанавливают перпендикуляр MC_{u}^{c} к оси OV до пересечения с линией CC_{u}^{c} , параллельной оси OV. Точку О соединяют с точкой C_{u}^{c} и отрезком OC_{u}^{c} ;
е) для определения величин K_{c},G_{ce} из расчетной полной диаграммы построением выделяют полную упругую диаграмму ОТС'Х'О (черт. 6), для чего используют направления линий разгрузок, например, точку разгрузки Х переносят по линии, параллельной оси OV, в положение Х' на величину, равную V_{x} .
5.1.2. Расчетным путем или планиметрированием определяют энергозатраты на отдельные этапы деформирования и разрушения образца, а именно: W_{m},W_{e},W_{l},W_{ui},W_{ce}, соответственно, численно равные площадям фигур ОТСА, АСН, HCDK, OC_{u}^{c}M на черт. 5 и ОТС'Х'О на черт. 6.
5.1.3 Расчетным путем определяют значения силовых и энергетических характеристик трещиностойкости по зависимостям:
G_{i} = \frac{W_{m} + W_{e}}{t(b - a_{0} - a_{0t})} ; (2)
G_{F} = \frac{W_{c} + W_{l}}{t(b - a_{0} - a_{0t})} ; (3)
G_{ce} = \frac{W_{ce}}{t(b - a_{0} - a_{0t})} ; (4)
J_{i} = \frac{W_{m} + W_{e} - W_{ui}^{c}}{t(b - a_{0} - a_{0t})} ; (5)
K_{i} = \sqrt{G_{i}E_{b}} ; (6)
5.2. Характеристики трещиностойкости K_{c}^{*} по результатам неравновесных испытаний образцов типов 1 — 4 определяют по зависимостям (9 - 12):
K_{c}^{*} = \frac{3F_{c}^{*}L}{2b^{1/2}t} \sqrt[0]{a_{0}b} (1,93 - 3,07\lambda + 14,53\lambda^{2} - 25,11\lambda^{3} + 25,8\lambda^{4}); (9)
K_{c}^{*} = \frac{F_{c}^{*}}{b^{1/2}t} (1,83\lambda^{4/2} - 430\lambda^{3/2} + 3445\lambda^{5/2} - 11076\lambda^{7/2} + 12967\lambda^{9/2}); (11)
К — коэффициент интенсивности напряжений, МПа х \text{м}^{0,5} .
K_{c} — критический коэффициент интенсивности напряжений при максимальной нагрузке, МПа х \text{м}^{0,5} .
K_{i} — статический критический коэффициент интенсивности напряжений, МПа х \text{м}^{0,5} .
K_{c}^{*} — условный критический коэффициент интенсивности напряжений, МПа х \text{м}^{0,5} .
K_{ij} — текущие значения коэффициентов интенсивности напряжений при поэтапном равновесном нагружении образцов, МПа х \text{м}^{0,5} .
G — удельные энергозатраты, МДж/м2.
G_{i} — удельные энергозатраты на статическое разрушение до момента начала движения магистральной трещины, МДж/м2.
G_{F} — удельные эффективные энергозатраты на статическое разрушение, МДж/м2.
G_{ce} — полные удельные упругие энергозатраты на статическое деформирование образцов до деления на части, МДж/м2.
J_{i} — статический джей-интеграл, МДж/м2.
\chi_{F}^{c} — критерий хрупкости, м.
W_{m} — энергозатраты на процессы развития и слияния микротрещин до формирования магистральной трещины статического разрушения, МДж.
W_{e} — энергозатраты на упругое деформирование до начала движения магистральной трещины статического разрушения, МДж.
W_{l} — энергозатраты на локальное статическое деформирование в зоне магистральной трещины, МДж.
W_{ui}^{c} — расчетные энергозатраты на упругое деформирование сплошного образца, МДж.
W_{ce} — полные упругие энергозатраты на статическое деформирование до деления на части, МДж.
F — нагрузка, действующая на образец в процессе испытания, МН.
F_{c} — нагрузка, соответствующая статическому началу движения магистральной трещины при равновесных испытаниях, МН.
F_{c}^{*} — нагрузка, соответствующая динамическому началу движения магистральной трещины при неравновесных испытаниях, МН.
F_{s} — нагрузка, соответствующая массе образца и дополнительного оборудования, МН.
F_{ij} — текущие значения действующей на образец нагрузки при его поэтапном равновесном нагружении, МН.
V_{e} — перемещения, соответствующие упругим деформациям образца, м.
V_{m} — перемещения, соответствующие необратимым деформациям образца, м.
V_{l} — перемещения, соответствующие локальным деформациям образца в зоне магистральной трещины, м.
V_{ui}^{c} — расчетное значение перемещений сплошного образца, соответствующее моменту начала движения магистральной трещины в образце с начальным надрезом, м.
a_{0},a_{0t} — длина начального надреза, м.
a_{ij} — текущие значения длины магистральной трещины при поэтапном равновесном нагружении образца, м.
e_{0} — начальный эксцентриситет приложения нагрузки, м.
b, t, L_{0} , L, D — размеры образцов, м.
\varphi = b/L_{0} — относительная высота образца.
\lambda = (a_{0} + a_{0t})/b — относительная длина начального надреза.
d_{am} — максимальный размер заполнителя, м.
m_{1},m_{2} — масса образца и дополнительного оборудования, кг.
g = 9,81 — ускорение свободного падения, м/с2.
tg\alpha — тангенс угла наклона восходящего упругого участка диаграммы.
E_{l} — единичный модуль упругости, МПа.
E_{b} — модуль упругости, МПа.
R_{bt} — прочность на осевое растяжение, МПа.
R_{btf} — прочность на растяжение при изгибе, МПа.
| Термин | Пояснение |
|---|---|
| 1. Трещиностойкость | Способность бетона сопротивляться началу |
| (вязкость разрушения) бетона | движения к развитию трещин при механических и других воздействиях |
| 2. Трещина | Полость, образованная без удаления материала двумя соединенными внутри тела поверхностями, которые при отсутствии в нем напряжений удалены друг от друга на расстояния, во много раз меньше протяженности самой полости |
| 3. Магистральная трещина | Трещина, протяженность которой превосходит размеры структурных составляющих материалов и областей самоуравновешенных напряжений и по поверхностям которой произойдет деление образца на части |
| 4. Коэффициент интенсивности напряжений К | Величина, определяющая напряженнодеформированное состояние и смещения вблизи вершины трещины, независимо от схемы нагружения, формы и размеров тела и трещины |
| 5. Условный коэффициент интенсивности напряжений К* | Значение К, вычисленное через действующую на образец нагрузку и исходную длину трещины а по формулам для упругого тела 0 |
| 6. Удельные энергозатраты G | Величина, характеризующая удельные (относительно эффективной рабочей площади поперечного сечения образца) энергозатраты на различные этапы деформирования и разрушения |
| 7. J-интеграл | Величина, характеризующая работу пластической деформации и разрушения, а также поле напряжений и деформаций при упругопластическом деформировании вблизи вершины трещины (аналогично коэффициенту интенсивности напряжений К) |
| 8. Условный критический коэффициент интенсивности напряжений К* с | Значение К*, определяемое при неравновесных испытаниях образцов типов 1 — 4 по нагрузке, равной F* , и начального надреза с образца а , условно характеризующее 0 критическое состояние материала при динамическом начале движения магистральной трещины |
| 9. Статический критический коэффициент интенсивности напряжений К i | Значение К, определяемое при равновесных испытаниях образцов типов 1, 5, 6 по G и i Е , характеризующее критическое состояние b материала при статическом начале движения магистральной трещины |
| 10. Критический коэффициент интенсивности напряжений К с | Значение K, определяемое при равновесных испытаниях образцов типа 1 по G и E , се b инвариантно характеризующее состояние материала при динамическом начале движения магистральной трещины |
| 11. Удельные энергозатраты на начало статического разрушения G i | Значение G, определяемое при равновесных испытаниях образцов типа 1 по диаграмме F-V, характеризующее удельные энергозатраты на начало статического разрушения |
| 12. Удельные эффективные энергозатраты на статическое разрушение G | Значение G, определяемое при равновесных испытаниях образцов типа 1 по диаграмме F-V, характеризующее удельные энергозатраты на статическое разрушение |
| F | |
| 13. Полные удельные упругие энергозатраты на статическое деформирование до деления на части G се | Значение G, определяемое при равновесных испытаниях образцов типа 1 по диаграмме F-V, характеризующее удельные энергозатраты на разрушение |
| 14. Статический джей-интеграл J i | Значение J, определяемое при равновесных испытаниях образцов типа 1 по диаграмме F-V, характеризующее поле напряжений и деформаций вблизи вершины магистральной трещины при начале ее движения |
| 15. Критерий с хрупкости пси | Характеристика хрупкости материала |
| F |
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК
ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ПРИ РАВНОВЕСНЫХ ИСПЫТАНИЯХ
ОБРАЗЦОВ С ФИКСАЦИЕЙ РАЗМЕРОВ
РАЗВИВАЮЩЕЙСЯ МАГИСТРАЛЬНОЙ ТРЕЩИНЫ
И СООТВЕТСТВУЮЩИХ ЗНАЧЕНИЙ ПРИЛАГАЕМОЙ НАГРУЗКИ
1. Для определения характеристик трещиностойкости производят поэтапное нагружение (с выдержками продолжительностью 60 — 120 с и фиксацией текущих значений F_{ij} и a_{ij} ) образцов типов: 5 — для испытаний на осевое сжатие (черт. 7); 6 — для испытаний на растяжение при внецентренном сжатии (черт. 8).
Образец — призма прямоугольного поперечного сечения для испытаний на осевое сжатие.
Образец — призма прямоугольного поперечного сечения для испытаний на растяжение при внецентренном сжатии.
Примечание к черт. 7 и 8. Обозначения приведены в Приложении 1, размеры образцов — в Приложении 3.
2. Соотношение размеров и схемы нагружения образцов приведены на черт. 7, 8.
Минимальные размеры образцов: типа 5 — b >= 12 d_{am} ;
3. Для определения значений величин a_{ij} применяют капиллярный и оптический способы.
Капиллярный способ основан на эффекте капиллярной адсорбции подкрашенных, люминесцирующих или быстроиспаряющихся жидкостей в трещины. На поверхность образца наносят кистью ацетон, который испаряется с поверхности быстрее, чем из трещины, что позволяет идентифицировать длину развивающейся магистральной трещины.
Оптический способ основан на использовании средств оптической микроскопии; следует применять микроскопы с не менее чем 20-кратным увеличением по ГОСТ 8074.
4. Определение характеристик трещиностойкости
4.1 Для каждого этапа нагружения определяют значение K_{ij} по зависимостям:
K_{ij} = \frac{F_{ij}\pi^{1/2}}{tb^{1/2}} (1 + 2\lambda)[2(1 + 2\lambda + 2\lambda^{2}) \sqrt[2]{\frac{2(1 + 2\lambda)}{1 - (1 + 2\lambda)^{- 4}}}]^{- 1}; (13)
K_{ij} = \frac{F_{ij}\lambda^{1/2}}{tb^{1/2}} (\frac{6e_{0}}{b} y_{1} - y_{2}); (14)
где y_{1} = 1,99 - 2,47\lambda + 12,97\lambda^{2} - 23,17\lambda^{3} + 24,8\lambda^{4}; (15)
y_{2} = 1,99 - 0,41\lambda + 18,7\lambda^{2} - 38,48\lambda^{3} + 53,85\lambda^{4}; (16)
\lambda = a_{ij}/b (17)
4.2. По результатам п. 4.1 строят зависимость K_{ij} - a_{ij} ; за величину K_{i} принимают среднее значение K_{ij} на участке зависимости, где тангенс угла ее наклона отличается от нуля не более чем на 8%.
1. Значение R_{bt} определяют при равновесных испытаниях образцов типа 1 и типов 5, 6 (согласно Приложению 3) по зависимости
2. Значение R_{btf} определяют при равновесных испытаниях образцов типа 1 по зависимости
R_{btf} = \frac{3F_{c}L_{0}}{2b(h - a_{0} - a_{0t})^{2}[(1 - \lambda)^{2}(1,93 - 3,07\lambda + 14,53\lambda^{2} - 25,11\lambda^{3} - 25,8\lambda^{4})]} . (19)
3. Значение E_{b} определяют при равновесных испытаниях образцов типа 1 с \lambda \sim 0,1 — 0,5 по зависимости
E_{b} = \frac{E_{1}L_{0}^{3}tg\alpha}{4tb^{3}} \{ \frac{3\lambda(4\lambda^{2} - 5\lambda + 2)}{(1 - \lambda)^{2}} + (1 - 2\lambda)^{3} - 12[\lambda^{2} + 2\lambda + 2ln(1 - \lambda)]\}. (20)
ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ
ПРИ РАВНОВЕСНЫХ ИСПЫТАНИЯХ ОБРАЗЦОВ ТИПА 1
Для определения характеристик трещиностойкости при равновесных испытаниях образцов типа 1 используют специальные испытательные машины со следящей системой и быстродействующей обратной связью или испытательные машины, обладающие высокой жесткостью (не менее чем в два раза превышающей начальную жесткость образца (черт. 9), или стандартные испытательные машины по п. 3.1, оборудованные дополнительным перераспределяющим устройством (черт. 10) типа «кольцо», включающим в себя: силовой элемент — кольцо; нагружающий силоизмеритель — шток; датчик перемещения; опорную плиту с шарнирной и роликовой опорами. Испытания рекомендуется проводить на установке ПРДД-3 экспериментального объединения «Реконструкция», которое распространяет чертежи, методики аттестации и поставляет оборудование.
1 — образец; 2 — загружающее устройство;
3 — нагружающий винтовой силоизмерительный шток;
4 — распределительная балка; 5 — роликовая опора;
6 — шарнирная опора
1 — образец;
2 — дополнительное перераспределяющее устройство
типа: «кольцо» (2.1), «кольцо в кольце» (2.2),
«скоба» (2.3); 3 — нагружающий силоизмерительный шток;
4 — датчик перемещений; 5 — станина: 6 — роликовая опора;
7 — шарнирная опора; 8 — распределительная балка;
9 — фиксирующие накладки;
10 — фиксатор нагружающего силоизмерительного штока
При равновесных испытаниях образцов типа 1 с b >= 200 мм перед определением характеристик трещиностойкости производят поправку на массу образца и распределительную балку.
Для этого полную диаграмму состояния материала (кривая STCDA на черт. 11) трансформируют в расчетную (кривая OSTCDK) следующим образом:
точку S по упругой линии ST переносят в положение точки О на величину F_{s} , откладываемую на оси F, равную
проводят оси OF и OV, параллельные соответственно SF и SV';
с начала прямолинейного нисходящего участка диаграммы, то есть из точки D, где выполняется условие (dF/dV) ~ const проводят отрезок DK, перпендикулярный оси OV;
фиксируют расчетную диаграмму OSTCDK.
