Script: /index.php?ID=523
Query: INSERT INTO counter_05 VALUES(0,'2077511','2017-08-19','54.146.11.8','jbkm5um9hkmci6mhbpvo7s44h3')
Error number: 1062
Error description: Duplicate entry '943181' for key 'PRIMARY'
Skúšky lomovej húževnatosti
HomePrint version English version

Skúšky lomovej húževnatosti


Lomová húževnatosť – KIC je materiálová charakteristika, preto sa musí experimentálne stanoviť skúšaním skutočného materiálu (nemožno ju vypočítať).
Na skúšky sa používajú telesá predpísaného tvaru, opatrené vrubom ukončeným únavovou trhlinou. Dĺžka trhliny je potom súčtom hĺbky vrubu a dĺžky únavovej trhliny. Najčastejšie sa používajú vzorky na zaťažovanie trojbodovým ohybom a lebo na excentrický ťah.

Lomova 1Lomova 2
a)                                                                               b)

Obr. 1 Skúšobné telesá pre skúšky lomovej húževnatosti:
a) pre trojbodový ohyb
b) s centrálnou trhlinou - CT teleso

Lomová húževnatosť pri rovinnej deformácii – KIC
Vzorka s trhlinou (obr. 1) sa zaťažuje pri určitej teplote, pričom sa sníma veľkosť zaťažujúcej sily F a jej premiestnenie f, resp. rozovretie vrubu V. Podľa typu záznamu sa určí sila FQ ako 5% odchýlka linearity záznamu (obr. 2). Sila FQ sa použije na výpočet provizórnej hodnoty lomovej húževnatosti KQ podľa vzťahu: 
 Huzevnatost 1       (MPa.√m)
kde Y = f(c/b) je tvarový súčiniteľ, závisí od typu skúšobného telesa.

Huzevnatost 2
Obr. 2 Typy zaťažovacích diagramov a spôsob určenia FQ pre výpočet KIC

Vypočítanú provizórnu hodnotu lomovej húževnatosti overíme, či zodpovedá podmienkam rovinnej deformácie. To sa stane ak sú splnené nasledovné podmienky pre hrúbku t a veľkosť trhliny c telesa:
                                     Huzevnatost 3
                                     FC/FQ≤1,1
Ak sú tieto podmienky splnené, potom sa provizórna hodnota lomovej húževnatosti rovná lomovej húževnatosti.
KQ = KIC
 
Lomová húževnatosť určená z roztvorenia vrcholu trhliny – δIC
Cieľom skúšky je stanovenie kritickej veľkosti roztvorenia trhliny, keď sa začne trhlina šíriť nekontrolovane. Z diagramu F-V sa určí hodnota roztvorenia vrubu VC pre okamih vzniku trhliny (bod C).

Roztvorenie 1
Obr. 3 Diagram sila F - roztvorenie vrubu V

Hodnota δC sa stanoví výpočtom podľa vzťahu:
Roztvorenie 2

kde
VCP je plastická zložka rozovretia vrubu,
Kc sa vypočíta zo sily FC : Roztvorenie 3,
rP je rotačný súčiniteľ, ktorý sa vypočíta podľa: Roztvorenie 4,
a súčiniteľ vplyvu ťahového namáhania α a nominálne napätie Rn sú dané
pre trojbodový ohyb: α =0,1 , Roztvorenie 5
pre excentrický ťah: Roztvorenie 6, Roztvorenie 7

Ak je splnená požiadavka               
                                           t, c, (b-c) ≥ 50δC
potom δC = δIC je platnou hodnotou kritického rozovretia trhliny a rovná sa lomovej húževnatosti určenej z rozovretia vrcholu trhliny.

Hodnotu δC možno prepočítať na lomovú húževnatosť:  Roztvorenie 9.

Lomová húževnatosť určená z J integrálu – JIC

J integral 1
Obr. 4 Diagram sila - premiestnenie sily


Lomová húževnatosť JIC je kritická hodnota J integrálu. Stanoví sa z plochy diagramu F-f po bod nestability C (obr. 4), výpočtom podľa vzťahu:
J integral 2 

pre trojbodový ohyb: x = 2 ,
pre excentrický ťah: x = 2+0,522(1-c/b-c),
ACP sa určí planimetrovaním alebo odhadom ACP=0,8FCfCP

Hodnota J integrálu je platná ak je splnená podmienka: 
J integral 3
potom J = JIC, lomovej húževnatosti určenej z J integrálu.

JIC je možné prepočítať na Kc podľa vzťahu: J integral 4
linky Slovensko


Autorka: Iždinská Z., Strojnícka fakulta STU, Katedra materiálov a technológií