ОСТ 1 90017-71
Пластмассы. Метод испытания на усталость при изгибе

СССР

ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

ШАСТЁАССЫ» МЕТОД ИСПЫТАНИЯ НА УСТАЛОСТЬ ПРИ ЮЕЙЕЕ

OCTI 90017-71

Издание официальное

Министерство авиационной промышленности СССР

РАЗРАБОТАН    SIAM

ВНЕСЕН    В И А И

УТВЕРЖДЕН    ЗАМ. НАЧАЛЬНИКА

ГЛАВНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ВДНЙСТЕРСТВА АЖМЩОШОЙ ШШШШНЮСТЖ СССР 6 апреля    1971    г.

Стр. 9. ОСИ 90017-71

5,3. Предел ограниченной выносливости определяют, как наибольшее значение максимального напряжения вдета* при действии которого образец не разрушается при определенном (задаваемом) числе циклов (см. черт. 3, кривая 2).

Примечание. Предел выносливости определяют, как наибольшее значение максимального напряжения цикла, при действии которого не происходит усталостного разрушения образца после произвольно большого количества циклов (см. черт. 3, кривая I).

Верно:

jU^J) ( Миш )

fajff/f f - focr.

Ввести раздел 6 в следующей редакции:

"6. Метрологическое обеспечение

6.1.    Применяемые средства измерения и испытания:

1)    машина для испытания образцов на усталость марки 2001 УИ 1500/2500;

2)    микрометр с пределом измерения 0-25 мм (ГОСТ 6507-78);

3)    штангенциркуль с пределом измерения 0-150 мм (ГОСТ 166-80);

4)    термоэлектрический преобразователь хромель-копелевый (ГОСТ 3044-84);

5)    контрольно-измерительный прибор ПП-63» класс точности 0,05 (ГОСТ 9245-79).

6.2.    Допускается замена применяемых средств измерения и испытания аналогичными, имеющими метрологические характеристики не хуже указанных.

Все применяемые средства измерения и испытания должны иметь действующие свидетельства (клеймо) государственной или в ед оме твенной нов ерш ".

Приложение 2 (рекомендуемое). Пункт 5 исключить.

3 а м е к а :

ГОСТ 12021-75 заменить ГОСТ 12021-84 ГОСТ 6616-74    - " - ГОСТ 3044-84

ГОСТ 6651-78    - - - ГОСТ 6651-84

Срок введения с 01.04.1989 г.

Стр. 10. OCTI 90017-17

Приложение I

Термины» основные определения ж обозначения

1.    Усталость - процесс постепенного накопления повреждений материала под действием повторно-переменных напряжений, приводящий к уменьшению долговечности и разрушению.

2.    Выносливость - свойство материала противостоять усталости.

3.    Цикл напряжений - совокупность последовательных значений переменных напряжений за один период процесса их изменения.

4.    Частота циклов /у / - число циклов напряжений в единицу времени.    ,

5.    Максимальное напряжение цикла / CWx/ - наибольшее по алгебраической величине напряжение цикла.

6.    Минимальное напряжение цикла / (Smtn, / - наименьшее по алгебраической величине напряжение цикла.

7.    Амплитуда напряжений цикла / (Ja, / - наибольшее /положительное/ значение переменной составляющей цикла напряжений; равна алгебраической полуразности максшалъного и минимального напря-

жежя цикла:    /г-'

О md.K

8. Смиряный цикл напряжений - цикл» у которого максимальное и минимальное напряжения равны по величине, но противоположны по знаку;    .     ,

(\уъъ.х ^s ”” & mi**    ^ л.

9.    Знакопеременный цикл напряжений - цикл напряжений» изменяющихся по величине и по знаку.

10.    Коэффициент асимметрии цикла (характеристика асимметрии цикла напряжений) равен алгебраическому отношению минимального

напряжения щкла к максимальному:

^ _ О

II. Предел выносливости - характеристика выносливости материала, имеющего горизонтальный участок на кривой усталости.

При испытании образцов с постоянным коэффициентом асившетрии цикла предел выносливости представляет собой наибольшее значение максимального /по величине/ напряжения цикла, при действии которо-

Стр. II. ОСИ 90017-71

го не происходит усталостного разрушения образца после произвольно большого количества циклов.

Предел выносливости обозначают

ент асимметрии: цикла.

12.    Предел ограниченной выносливости - характеристика выносливости материала в пределах спадающего участка кривой усталости.

При испытании образцов с постоянным коэффициентом асимметрии цщиа предел ограшченной выносливости представляет собой наибольшее значение максимального /по величине/ напряжения цикла, при действии которого образец еще не разрушается при определенном /задаваемом/ числе циклов.

13.    Баю испытаний - предварительно задаваемое число циклов напряж^--*т<2₁ у которого образцы испытывают на усталость.

I-i, Усталостная долговечность - характеристика выносливости материала определяется числом циклов, пройденных образцом перед разрушением при- определенном /заданном/ напряжении.

15.    Кривая усталости - график, характеризующий зависимость мещог макошальннми или амплитудными напряжениями /деформациями/ вдкла ж долговечностью серии одинаковых образцов, испытанных при одинаковом коэффициенте асимметрии цикла.

16.    Чистый швтб - вид деформирования, при котором образец подвергается действию изгибающего момента, постоянного по длине образца.

Стр. 12. OCTI 90017-71

Приложение 2 (рекомендуемое)

Установка для испытаний на усталость

I. Для испытаний может быть использована усталостная машина, схема которой представлена на черт. I, удовлетворяющая п.п. 1.1» и 1.2. настоящего ОСТ.

I - образец; 2 и 3 - стойки; 4 - динамометр; 5 - шатун; 6 - качалка; 7 - эксцентрик; 8 - стрела динамометра;

9 - ножка индикатора; 10 - кроштейн; II - винт кренле-ния индикатора; 12 - винт подъема ножки индикатора;

13 - каретка; 14 - винт фиксавди каретки; 15 - винт передвижения каретки; 16 - прижимная пластина.

Черт. I

Стр. 13. ОСТI 90017-71

2.    Циклическое нагружение образца I производится кривошипношатунным механизмом 7,5,6 с регулируемым эксцентриситетом, приводимым в движение электродвигателем через коробку скоростей.

3.    Динамометр 4 выполнен в виде консольной балки, установленной на передвижной каретке 13.

4.    Устройство для контроля напряжений цикла в образце основано на наблодении за перемещением стрелы 8 динамометра с помощью индикаторной головки 9, оптического прибора или иным способом,например, с помощью тензодатчиков на динамометре.

5.    Один из возможных вариантов автоматического отключения испытательной машины изображен на черт. 2. Неподвижный контакт I однопредельного выключателя устанавливается на корпусе каретки машины, а подвижный /колеблющийся/ 2 - на стреле динамометра.

% - сопротивление (в килоомах мощи. 0,25 ватт);

С - электролитический конденсатор (в микрофарадах на вольт); Т - транзистор точечный;

С"Г) - диод полупроводниковый; р - реле Ш6М8-)    @

Черт. 2

6. Система термостатирования образца /на чертеже не показана/ включает в себя сменные термо- и нриокамеры, генератор холода, состоящий из сосуда Дьюара с жидким азотом и испарителя, пульт регулирования и контроля тешературы.

Контроль тешературы осуществляют термопараш ж потенциометром класса точности не ниже 0,5 по ГОСТ 9245-68.

Измерение повышенной тешературы в термокамере и на поверхности образца производят термопарами хромель-копель щш хромель-алшелъ, удовлетворшопдаи требованиям ГОСТ 6616-ёгГ^ Измерение пониженной температуры в криокамере производят термометрами сопротивления типа ТСП по ГОСТ 6651-59, а тешературы поверхности образца-термопарой медь-константан.

Стр. 14. OCTI 9СЮ37-71

7. Шрядок установки ж закрепления образца на машине должен быть следующий:

а)    ^шошшно-ватушшй механизм привода с помощью эксцентрика 7 /черт. 1/ устанавливают в положение с нулевым эксцентриситетом;

б)    счетчик циклов ставит на нуль;

в)    требуемое расстояние между узлами крепления стоек 2 ж 3

к данашметру 4 и шатру 5 устанавливают передвижением каретш 13 с точностью -2 мм;

г)    кощу 9 вддекатора ощуекшт на стршу 8 динамометра и вра-щением щферблата стрелку щдажатора устававшвавт на цуль;

д)    образец крепят к стойкам 2 и 3. Если после закрепления образца стрелка индикатора отошла от нуля» то передвижением каретш 13 с помощью винта 15 ее снова устанавливают на нуль, после чего каретка фиксируется в этом положении винтом 14.

Нагружение образца в процессе установки производят постепенным увеличением эксцентриситета, контролируя поворотом эксцентрика 7 вручную, отклонение стрелки индикатора в обе стороны от нуля на требуемое число делений, соответствующее тарировочной кривой динамометра.

Стр. 15. OGTI 90017-71

Приложение 3

/реюиевдуеше/

Протокол испытания 1 Цвш испнтаний:

Материал:

Марка и состояние

Связующее

Иаго«мтед>

Угол вырезки образца к осям ашзотшшм Условия испытаний:

Температура в камере    в    образце    /стабилизированная/.

Частота шялов

Обраад:

Тип образца

Толщина    ,состояние поверхности

Зйсштательная мама:

Тш    Л

Лата испытаний серии образцов:

Начат жспнтаннй первого образца Конец жсшташЁ последаето образца

Стр.16 OCTI 90017-71

Шифр

образца

Максшажь- Максимальные ное (за- 'нагрузки // данное) на-ащкла пряжение цикла.

в

Максж-. _/7 маль— креСрное (ста™

Поперечные размеры рабочей части образца, ш

т&к

6^, !Началь4Стаби4биль-

лизи- ное) на-рованчпряже-

ная» ре

£Э*Г%%’

iU.¹ и/ IWUUL""*

т«(ф

Число

прой

ден

ных

щитов

Харак

тер

раз

руше

ния

Приме*

чате

щ

ц>

^кмюатаятяттш*алтшшиыт11Лташа1ае»лтк1Штяета111!Шы11лШЯЮаЯВКт!еий11Шштя/ШшишшШ1ШМш»......I.....Ill I.....I.......I...................

Испытания данной серии образцов проводил

/подпись/

Начальник лаборатории

/подпись/

В графе ’'Примечание” указывают в частности данные по изменению температуры образца в зависимости от числа циклов в том случае, когда температура не стабилизируется и происходит ’’тепловое" разрушение.

Стр. 17. ОСИ 90017-71

Приложение 4 /рекомендуемое/

Статистическая обработка результатов испытаний

1.    Статистическую обработку результатов испытания на усталость осуществляют для вероятностной оценки сопротивления усталости материала в заданных температурных условиях.

2.    Статистическую обработку производят по результатам испытания образцов на 4-5 уровнях налряжеш! цикла*

Число образцов на каждом уровне устанавливают в зависимости от свойств материала и требуемой достоверности результатов испытания в соответствии с ГОСТ 14359-69.

3.    Для сравнительных целей допускаются испытания образцов материала только на одном уровне напряжений с целью определения характеристик рассеяния долговечности только на данном уровне.

4.    Каждый образец испытывают только на одном уровне напряжений до разрушения или до базового числа циклов.

5.    Статистическую обработку результатов испытаний образцов проводят в следующем порядке:

а) для каждого уровня напряжений производят в отдельности первичную статистическую обработку в соответствии с таблицей.

Уровень напряжений в кго/мм^	i	9		\ ^ A/Z Примечание ...............................
				1

Таблица

где

L - порядковый номер образца в возрастающем ряду долговеч-^ ноете! образцов данной серии /от I до гь /; ч/ - накопленная частота,вычисленная по формуле:

/ - ^5-гь

где

hr - число образцов, испытанных на данном уровне;

- долговечность L -го образца;

Стр. 18. OCTI 90017-71

б) по данным табл, 1» составленной для каждого уровня напряжений в отдельности, строят графики функций распределения вероятностей разрушения образцов в координатах 5^ - Gp на специальной вероятностной бумаге, соответствующей подобранной функции распределения /ом. черт. I, i-ий квадрант/;

Черт. I.

в) по графикам квадранта Ш /черт. I/, задаваясь определенной вероятностью разрушения, находят напряжения и соответствующие им долговечности, по которым строят обычные кривые усталости /см.черт. I, 1-ый квадрант/.

Каждой вероятности разрушения соответствует своя кривая усталости;

ш 678.§.01:620.Г74

ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

ЖАСШАССЫ. МЕТОД 0CTI 90017-71 1шш на устмоетъ ПЕН ютиж

Группа 1 29

Решением Ившстерства Авиационной Промышленности СССР I 084-109 от 6 апреля 1971 года Срок введения установлен

с I ивт 1971 г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону.

Настоящий стандарт распространяется на конструкционные листовые пластмассы и устанавливает метод их испытания на усталость при чистом изгибе в условиях нормальной, пониже иной и повышенной температур /от минус 120 до плюс 600°С/. Верхний предел температуры испытания ограничивается температурой размягчения пластмассы, определяемой по ГОСТ 12021-66.

Per. № 61 (ВИФС) от 24Д1-1971 г.

Перепечатка воспрещена

Издание о|ищш&но©

Стр. 19. ОСИ 90017-71

Верно:

г) по гранкам функции распределения, задаваясь определенной долговечностью» получает необходимые данные дои построения кривых» характеризующих зависимость вероятности разрушения от уровня напряжений /см. черт. I, П-ой квадрант/.

МШж

( Михй.и/}юк)

Яятсаа 879/26. 2.УШ.71 г. Рассылаетоя до списку,

Иноштельная база

Стр. 2, ОСИ 90017-71

Сущность метода состоит в испытании плоского стандартного образца на многократный чистый изгиб в одной плоскости в режиме заданной деформации, менявшейся во времени по закону, близкое к синусоидально^, с частотой циклов ^ =(25*2,б^гц ж ниже и коэффициентом асимметрии цикла ^ = - I с целью определения предела выносливости при температуре испытания.

Метод предназначается дяа использования при проведегаж нао-портных, контрольных, арбитражных и исследовательских испытаний. Примечание. Термины, основные определения и обозначения даны в приложении I.

I. Оборудование для испытаний

I.I. Для испытаний на усталость используется испытательная машина (Блоксхема дана на чертТоТ^ЗЙовлеЖретщая следующим ос-новным требованиям:

а)    машина должна позволять длительно производить циклические нагружения образца на чистый симметричный изгиб с частотой порядка 0,1-30 щ в режиме заданной деформации и периодически контролировать в процессе исшташя миншщшше и максшажыые напряжен»: цикла в образце;

б)    машина должна быть оборудована счетчиком числа циклов, а также системой автоматического тжшчешя при paspyrnmn образца шш евиженш до обусловленной жштш максимального напряжения цикла, что может быть следствием релаксации напряжений, появления развитой трещины, расслоений или других повреждений образца;

в)    дм мсшташя жри повышенной и пониженной тешературах мамна должна бнть снабжена нагревательно! ж холодильной камерами, обеспечивающими равномерное шгреваше /охлаждение/ образца до заданно! тешератури в течение всего времени испытания; жри этом допускаемые отклонения температуры в рабочем объеме камеры должны быть в следующих пределах:

*2°С............ от минус 120 до шее 200°

±3°С............свыше 200 до 300°

*6°С............свыше 300 до 600°;

г)    машина должна быть снабжена средствами контроля температуры испытуемого образца с погрешностью не более£0,5% от измеряемой величины.

Стр. 3 ОСИ 90017-71

1 - образец; 2 - механизм силовозбужденш; 3 - стойка;

4 - зажим; 5 - динамометр; 6 - прибор контроля щели-ческой нагрузки; 7 - система автоматического отключения машиш; 8 - счетчик циклов; 9 - термо-криокаме-ра; 10 - холодимый агрегат; II - пульт регужровашя и контроля температуры.

Черт. I

1.2. Описание рекомендуемой установки для испытаний пласт» .масс на усталость при изгибе дано в приложении 2.

2. Образцы для исшташй

2.1. Для испытания пластмасс на усталость при изгибе применяет плоские образцы» форма и размеры которых приведены на черт.2.

Образец тиш^ I

шштШ_

Grp. 4. OGTI 90017-71

Образец таш 2

Черт. 2

Болышство пластмасс» как изотропных, так ж анизотропных,

исштываж на образцах тша I.

Пластмассы, армированные ориентжрованшяш волокнами, с высокой степенью анизотропии (например, однонаправленные стеклопластики) » в тех случаях, когда изготовление из них бездефектных образцов типа I затруднительно. или когда при испытании на образцах типа I появляются сколы в зоне перехода от рабочей части образца к зажимной, испытывают на образцах типа 2.

2.2.    Толадша образцов додаю, быть равной Ну = 7^0,5 ш.

Воли то«1^ша листа ш шшты больше 7,5 до, то механической обработке! ее доводят до толщины 7±0,1 мм для последующего изготовления образцов. Иеханжчвсвую обработ^ до требуемой толщина нрожз-водят в продольном направлении равномерно с двух сторон, если в стандартах жш тезшвдеекжх условиях нет ш указаний.

Примечание. Дочешется для сравштелышх иетштанжй щжменять об-

развд с тощпгой, равной фактической толщине листа, в пределах от 3 до 10 мм.

2.3.    Обраяда для атзотропнюЕ материалов изготовляют, как правило, вдоль главных осей анизотропии /например, у стеклотекстолите? вдоль основы и т.д./. Допускается изготовлять образцы, вырезанные под углом к направлению главных осей анизотропии, если необходимо оценить влияние угла вырезки на усталостные свойства такого материала.

2.4.    Образцы изготовляют механической обработкой-вырезкой из листов ж доследующим чистовым фрезерованием. Вырезка заготовок.

Gfp. 5. OCTI 90017-71

изготовление ж маркировка образцов же должны ожижать свойства исходного штеряада,

В пределах намеченной серим жештанжй тежзолотя мзготовле-* . *|v «, rs кч здттшвх ттертшв должна быть одинаковой. 2*5. Образцы должны иметь гладкую, ровную поверхность без

ф

/иаегие&сс ysoftoe,

Тк&^~е& &иж£* с* f/ffocsuees

ежюв» Wipe//Пл ' нк раковин ж дерт вждаых дс '(££>&ntfr40 €<^C4fX' /rs-e-e/JxJ'&rtr'tfr
	«вдюв» юе-
3» Подготовка образцов к испытанию

*

е ■#000*0’

тедяд ^ ^    ^

■z20Hv

-> , ^f бразда перед жоштанжем подвергают тондтшощрованию «глав» ГО? 12423-66.

3.2* Веред кшташш образвд осматривают, Образцы, не удов-лепорящне требованиям ж. 2,5., отбраковывают.

3,3, Рабочую часть образцов измеряют (например, микрометром)

С ТОЧШ№ТМП№~    ш»

Я.«. Йерад уещно^у»

верхнссти его (в центре е    проволоки    не    более    0,2    ж. Крепление тержшары не

д ;" о . >">®ать дополнительных напряжений в образце.

4. Проведение испытаний

4Д. Образец с укрепленной на нем термопарой устанавливают в шштт жештательной машины с помощью шаблона или по разметке: допуск на соосность 0,5 ж по длине образца.

Раестшше £«? между кромками зажимов на образце устанавливают в зависимости от шшшажьиой толщины образца А* согласно табдвде.

Таблица

4.2, Порядок операций по установке образца на машине для жеште а усталость рекомендуемой конструкции указан в прило-

жешж 2.

» ' .‘'схштанйя проводят, начиная с высоких ступеней нагружения е переходом ж более низким.

Стр. 6. OCTI 90017-71

Разность мезду макотаажьншм напряжениями циклов дж послед-ни двух ступеней нагружения не должна превышать 10% от предполагаемого предела выносливости.

В соответствии с кинематической схешйтиповой исщтатель-ной машины (черт. 1) начальную нагрузку ( Х/тт ^в    соот-

, ветствующую заданному шксшажьнощг тщжжента цикла ( 6_тй* iопределяют по формуле:

Р ₌ <o^gk^z ,

^{J тАК} leTTJT^

где s и h - ширина и толщина образца в мм;

рн+ л ,

где Н - высота стойки испытательной машины по паспорту в мм.

4.4.    Разность между максимальным и минимальным напряжениями цикла при нагружении (допуск на симметричность цикла) не должна превышать 1,5% от величины задаваемых напряжений.

4.5.    Испытание в условиях повышенных и пониженных температур (пуск машины) производят» спустя 20 мин после достижения на

поверхности образца заданной температуры. Температуру образца контролируют с помощью термопары» укрепленной на его поверхности (в середине рабочей части), и самопищущего потенциометра класса точности не ниже 0,5.    ф

4.6.    Испытания проводят при частоте^35^2,5/т. Образцы тер-

(25±0,5/гц.

Примечание. При изучении влияния частоты на выносливость пластмасс рекомендуется дополнительно проводить испытания при частотах, меньших типовой на 1-2 порядка.

4.7. Через 20 мин после начала испытания фиксируют возможное изменение заданного jPmax ; испытания продолжают, а температуру образца и условно стабилизированное значение максимальной нагрузки щкла () заносят в протокол испытания (приложе

ние 3).

Примечание. Если температура образца в течение 20 мин от начала испытания не стабилизируется, а продолжает (из-за гистерезисных потерь) расти вплоть до его разрушения, то в протоколе разрушение образца фиксируется как "тепловое".

Стр. 8. OCTI 90017-71

5.2, Обработку результатов усталостных нсшташй производят цутем построения кривой усталости для каждой серии образцов, испытанных при заданной температуре: по ординате - максимальные (стабилизированные) напряжения цикла в линейном масштабе, по абсциссе- числа пройденных образцом циклов в логарифмическом масштабе (см. черт. 3).

В случае испытаний достаточно большого количества образцов рекомендуется результаты испытаний подвергать статической обработке ж строить вероятностные диаграммы усталости (см. приложение 4).

I - с горизонтальным участком; материал имеет предел выносливости; 2 - без горизонтального участка; до базы 10 ^ циклов материал характеризуется ограниченным пределом выносливости.

Черт. 3