4.3. Расчетные характеристики статической трещиностойкости
В качестве расчетных характеристик статической трещиностойкости К1с и Kсу принимаются их средние значения в случае удовлетворения требований к объему и представительности экспериментальных данных и не превышения типичного значения рассеяния. Типичным значением рассеяния является коэффициент вариации:
SΣ/Кс = 0,05, где
SΣ – суммарное рассеяние;
Кс – обозначение величин К1с и Kсу.
При определении расчетных характеристик статической и циклической трещиностойкости минимальная выборка для одного направления вырезки образцов должна быть сформирована из испытаний не менее чем пяти экземпляров полуфабрикатов, в каждом из которых испытывается не менее чем три образца. Допускается для материалов, апробированных в эксплуатации и не показавших каких либо отклонений в усталостных свойствах, формирование выборки не менее чем по трем экземплярам полуфабрикатов, в каждом из которых испытывается не менее чем три образца. Значения Kсу должны быть получены во всем диапазоне значений ширины образцов, соответствующих диапазону значений ширины элементов конструкции. Для обшивочных материалов этот диапазон, примерно, соответствует ширине образца от 100мм до 1500мм.
При превышении типичного значения рассеяния расчетное значение характеристик К1с и Kсу определяется как среднее значение, деленное на редукционный коэффициент kS. Значение редукционного коэффициента в зависимости от коэффициента вариации приведено в таблице 4.4.
Таблица 4.4.
SΣ/Кс |
0.05 |
0.08 |
0.12 |
0.15 |
0.2 |
0.25 |
0.3 |
>0.3 |
ks |
1 |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.5 |
1.8 |
2.3 |
4.5 |
Для промежуточных точек принимается линейная интерполяция.
При определении расчетных значений характеристик трещиностойкости К1с и Kсу принимается нормальное распределение, если не получено иного. В качестве расчетных принимаются средние значения характеристик К1с и Kсу. Кроме того, необходимо располагать следующими данными:
- величиной рассеяния;
- количеством испытанных полуфабрикатов;
- количеством образцов;
- габаритами образцов при получении Kсу (для корректировки среднего значения величины Kсу в зависимости от ширины образца).
Расчетные значения К1с и Kсу (ниже в формулах расчетное значение обоих характеристик обозначаются как Kср ) и величина рассеивания определяются в случае удовлетворения требуемому объему данных как:
при
SΣ/Кс ≤ 0,05,
где:
,
N - количество экспериментальных точек.
Значения статической трещиностойкости К1с для алюминиевых сплавов приведены в таблице 4.4.
Таблица 4.4
Сплав |
Полуфабрикат |
Диапазон толщин |
Направление вырезки образца |
Число образцов (полуфа-брикатов) |
К1С, кг/мм3/2 |
SΣ/Кс |
В95очТ2, В95пчТ2 |
Плита катаная |
толщина 20-40 мм |
ДП ПД |
20 (3) 39 (3) |
140 104 |
0.058 0.049 |
В95очТ2 |
Прессованный профиль |
толщина 10-40 мм |
ДП ПД |
14 (3) 35 (3) |
104 93 |
0.054 0.060 |
1933Т3 |
штамповка |
Толщина <200 мм |
ДП ДВ ПД ВД |
20 (4) 13 (2) 8 (2) 26 (4) |
162 177 136 116 |
0.115 0.128 0.117 0.136 |
1973Т2 |
плита |
Толщина 80 мм |
ВД ПД ДП |
25 (5) 34 (5) 21 (5) |
79 91 121 |
0.066 0.059 0.045 |
АК6Т1 |
штамповка |
Толщина <200 мм |
ВД |
13 (3) |
101 |
0.090 |
Д16чТ, |
пресспрофиль |
Толщина 30-80 мм |
ДП ПД ВД ВП |
15 (5) 18 (5) 12 (4) 22 (5) |
134 114 87 84 |
0.077 0.116 0.066 0.050 |
1163ТПП, |
прессованный профиль |
толщина полки 10-40 мм |
ПД |
13 (3) |
120 |
0.031 |
1163Т, |
плита катаная |
толщина 20-40 мм |
ПД |
14 (2) |
120 |
0.058 |