Pertumbuhan retak ASTM E647 da/dN dan nilai threshold ΔKth

Daerah I dan II dari kurva pertumbuhan retak

Pertumbuhan retak da/dN dan nilai threshold ΔK_th terhadap ASTM E647 merupakan nilai material mekanika rekahan yang ditentukan dengan pembebanan siklik pada amplitudo konstan.

Kurva pertumbuhan retak Region I & Region II Video Nilai threshold ΔK_th Crack growth da/dN Kurva paris Software Mesin uji Informasi tambahan

ASTM E647: penentuan pertumbuhan retak fatik dan nilai ambang batas

Kurva pertumbuhan retak

Pertumbuhan retak suatu material digambarkan dalam kurva pertumbuhan retak. Kurva ini dibagi menjadi tiga wilayah:

Region I: tingkat pertumbuhan retak yang rendah; thnilai treshold ΔKth nilai di mana pertumbuhan retak baru saja dimulai
Region II: laju pertumbuhan retak konstan; secara matematis digambarkan dengan kurva Paris, pertumbuhan retak fatik da/dN
Region III: tingkat pertumbuhan retak yang tinggi; berakhir dengan fraktur, faktor intensitas tegangan kritis K_1C

Kurva pertumbuhan retak: ASTM E647 membahas region I (threshold ΔKth) dan region II (pertumbuhan retak da/dN)

Daerah I dan II dari kurva pertumbuhan retak

Standar ASTM E647 untuk penentuan nilai threshold ΔK_th dan pertumbuhan retak fatik da/dN membahas region I dan II dari kurva pertumbuhan retak. Pertumbuhan retak pada ASTM E647 terutama ditentukan untuk material ductile. Di sini, perbedaan dibuat antara nilai threshold ΔK_th (region I) dan pertumbuhan retak fatik da/dN (region II).

Uji pertumbuhan retak untuk ASTM E647

Uji pertumbuhan retak untuk ASTM E647 dilakukan pada spesimen CT, yang menggunakan mesin pengujian servohidrolik HA 250 kN . Nilai karakteristik yang ditentukan adalah pertumbuhan retak da/dN dan nilai ambang batas ΔK_th.

Nilai threshold ΔKth (region I) untuk ASTM E647

Untuk menentukan nilai threshold ΔK_th sesuai ASTM E647, beban di daerah inisiasi retak atau lebih tinggi diterapkan pada spesimen pada awal pengujian. Laju pertumbuhan retak semakin diperlambat dengan terus mengurangi amplitudo beban. Pada awalnya, retakan tumbuh cukup cepat dan menjelang akhir pengujian, pertumbuhan retakan terus melambat hingga retakan berhenti atau hingga setidaknya kecepatan retakan da/dN 10^-7 mm/perubahan beban tercapai. Setelah titik ini tercapai, ΔKth dapat ditentukan. Dengan metode ini, nilai threshold ΔK_th (region I) dan kurva Paris (region II) dapat ditentukan.

Standar ASTM E647 menjelaskan dua metode untuk penentuan threshold:

a) Pengujian pada rasio tegangan konstan R
b) Pengujian pada intensitas tegangan maksimum yang konstan

a) Pengujian pada rasio tegangan konstan R

Untuk metode dengan rasio tegangan konstan, intensitas tegangan maksimum dan minimum diturunkan untuk mengurangi intensitas tegangan siklik.

Untuk menghindari efek jeda akibat pengurangan beban dengan bertambahnya panjang retak, kenaikan harus dipilih secara tepat. Standar ASTM E647 memungkinkan penurunan secara bertahap dan terus-menerus. Apabila menurunkan secara bertahap, gaya (P) konstan dalam setiap kenaikan. Hal ini menyebabkan peningkatan intensitas tegangan jangka pendek akibat retakan yang terus bertambah hingga beban berkurang lagi. Oleh karena itu, menurut ASTM E647, tinggi anak tangga tidak boleh melebihi 10% dari beban yang lebih tinggi, atau lebar anak tangga harus sekurang-kurangnya 0,5 mm.

ASTM E647: pertumbuhan retak pada rasio tegangan konstan R

b) Pengujian pada intensitas tegangan maksimum yang konstan

Selain metode di mana rasio R dijaga konstan, standar ASTM E647 juga memungkinkan metode dengan faktor intensitas tegangan maksimum yang konstan. Dalam metode penentuan ambang batas ini, dimulai dari faktor intensitas tegangan siklik yang tinggi, intensitas tegangan minimum terus ditingkatkan hingga nilai ambang batas tercapai.

ASTM E647: pertumbuhan retak pada intensitas tegangan maksimum yang konstan

Pertumbuhan retak da/dN ke ASTM E647 (region II)

Untuk menentukan pertumbuhan retak yang stabil da/dN ke ASTM E647 sambil mempertahankan amplitudo beban, F_max dan F_min dijaga konstan selama seluruh proses pengujian. Karena cross-section load-bearing yang menurun dan intensitas tegangan yang meningkat pada ujung retak, maka perambatan retak semakin cepat.

Metode investigasi ini dapat digunakan untuk menentukan kurva pertumbuhan retak secara umum (region II) dan kurva Paris. Penentuan nilai threshold ΔK_th tidak mungkin.

Apa yang dimaksud dengan kurva Paris?

Region pusat (region II) dari kurva pertumbuhan retak ditetapkan sebagai kurva Paris.

Peningkatan konstan panjang retak per perubahan beban (da/dN) dalam kaitannya dengan faktor intensitas tegangan siklik dK ditetapkan sebagai kurva pertumbuhan retak. Pada region pusat (region II), kurva pertumbuhan retak dapat digambarkan secara matematis dengan persamaan hukum Paris yang sederhana:

Da/dN = C*(ΔK)m

Wilayah ini juga disebut sebagai kurva Paris, karena di sini pertumbuhan retak yang stabil berarti kurva memiliki kemiringan yang konstan ketika diplot secara logaritmik.

Produk terkait: Perangkat lunak

Program pengujian khusus tersedia untuk testXpert Research untuk penentuan pertumbuhan retak di daerah I dan II untuk ASTM E647.

Dengan program pengujian ini, baik pra-retak dan penentuan kurva pertumbuhan retak dapat dilakukan.

Dengan penggunaan jenis beban yang berbeda, nilai threshold ΔK_th, pertumbuhan retak da/dN dan kurva Paris dapat ditentukan secara otomatis.

Produk terkait: mesin uji

Mesin uji dengan konsep penggerak yang berbeda untuk uji statis, uji dinamis, dan pembangkitan retak tersedia untuk penentuan pertumbuhan retak.

Vibrophores dapat digunakan untuk menghasilkan retakan dan untuk kinerja pengujian ASTM E647. Sistem pengujian didasarkan pada sistem spring-mass, yang diatur ke dalam getaran dalam medan magnet dan dengan demikian menghasilkan beban dinamis. Preload statis diterapkan melalui drive elektromekanis terintegrasi.