Experimental determination of elastic-plastic fracture toughness of pipes using non-standard samples

Abstract

С целью повышения точности экспериментального определения упругопластической вязкости разрушения тонкостенных труб малого диаметра предложено использовать нестандартные образцы, применение которых позволит исключить технологические операции по выпрямлению образцов, вносящие в металл дополнительные изменения. Представлены методика и результаты экспериментального определения поправочного коэффициента η и упругопластической вязкости разрушения труб с использованием нестандартных образцов. Методика основана на методе сепарабельных функций. Дано подробное описание метода сепарабельных функций. Приведены результаты определения упругопластической вязкости разрушения труб на двух типах образцов, вырезанных из труб марки стали 20: дугообразном образце с краевой трещиной в условиях внецентренного растяжения и кольцевом образце с двумя диаметральными трещинами в условиях трехточечного изгиба. Отмечено, что поправочный коэффициент η для дугообразного образца с трещиной в условиях внецентренного растяжения практически совпадает с коэффициентом η для стандартного компактного образца при внецентренном растяжении. В то же время поправочный коэффициент η для кольцевого образца с двумя диаметрально противоположными трещинами значительно отличается от коэффициента η для плоского образца с краевой трещиной в условиях трехточечного изгиба. To improve the accuracy of the experimental determination of the elastic-plastic fracture toughness of thin walled pipes of small diameter, it is proposed to use non-standard samples, the use of which will eliminate technological operations for straightening samples that make additional changes to the metal. The methodology and results of experimental determination of the correction coefficient n and the elastic-plastic fracture toughness of pipes using non-standard samples are presented. The technique is based on the method of separable functions. A detailed description of the method of separable functions is given. The results of determining the elastic-plastic fracture toughness of pipes on two types of samples cut from steel grade 20 pipes are presented: an arc-shaped sample with an edge crack under conditions of off-center stretching and an annular sample with two diametrical cracks under conditions of three-point bending. It is noted that the correction coefficient з for an arc-shaped sample with a crack under conditions of off-center tension practically coincides with the coefficient n for a standard compact sample under off-center tension. At the same time, the correction coefficient з for an annular sample with two diametrically opposite cracks differs significantly from the coefficient з for a flat sample with an edge crack under three-point bending conditions.