ASTM E2899-19e1
引張および曲げ下での表面亀裂の開始靭性を測定するための標準試験方法

規格番号

ASTM E2899-19e1

制定年

2019

出版団体

American Society for Testing and Materials (ASTM)

最新版

ASTM E2899-19e1

範囲

1.1 この試験方法は、単調増加する張力または曲げを受けた長方形の平らなパネルの疲労により鋭くなった半楕円形の表面亀裂を試験する方法について説明します。 試験では、安定した亀裂の進展の開始時またはすぐに不安定な亀裂の進展の際の亀裂先端の状態を定量化します。 1.2 この試験方法は、強度、厚さ、靭性によって制限されない金属材料の試験に適用されます。 材料は本質的に均質で残留応力がないと想定されます。 試験は任意の適切な温度で実施できます。 この試験方法では、環境要因や持続的または周期的な負荷の影響は考慮されていません。 1.3 この試験方法には、ユーザーが表面亀裂試験片の亀裂進展の開始を試験するために必要なすべての詳細が記載されています。 試験装置、計装、試験片の設計、および試験手順に関する特定の要件と推奨事項が提供されます。 1.4 この試験方法で説明されている表面亀裂のある実験室規模の試験片の試験により、表面亀裂が存在する場合のフルスケールの構造性能をより正確に理解できる可能性があります。 提供される推奨事項は、テスト方法とデータが意図された目的に適用できることを確認するのに役立ちます。 1.5 この試験方法は、研究目的および構造評価を支援するために、表面亀裂の試験および分析のための一貫した方法論を規定します。 ここで説明する方法では、制約ベースのフレームワーク (1、2)2 を利用して、表面亀裂の破壊挙動を評価します。 注 1 - 制約ベースのフレームワーク。 この試験方法の文脈では、拘束は、亀裂先端付近の 3 次元の応力およびひずみフィールドの記述子として使用されます。 そこでは、ポアソン効果による材料の収縮が抑制され、その結果、高い引張力が生成される可能性があります。 ストレス状態 (3, 4)。 (用語と意義と使用の詳細な説明を参照してください。 ) この応力状態または制約を説明するパラメータが、亀裂先端応力振幅 (K または J) の標準的な尺度とともに使用される場合、結果として得られる 2 つのパラメータの特性評価により、評価能力が広がります。 破壊力学を解析し、より広範囲の荷重下での亀裂の応答を正確に予測します。 2 つのパラメーターの方法論により、亀裂の進展開始時の亀裂先端の状態がより完全に記述されます。 測定された破壊靱性に対する拘束の影響は材料に依存し、材料に特有のマイクロメカニカル破壊プロセスに対する亀裂先端の応力ひずみ状態の影響によって支配されます。 この試験方法で実施される表面亀裂試験は、拘束効果に対する材料の感度を定量化し、材料の靭性が拘束に基づく破壊特性評価とどの程度相関するかを確立するのに役立ちます。 1.6 この試験方法は、試験片の状態を 3 つの領域 (I) 線形弾性領域、(II) 弾性塑性領域、または (III) フィールド崩壊領域のいずれかに分類するための定量的枠組みを提供します。 この分類に基づいて、線形弾性領域 (K または J) または弾塑性領域 (J) に適用可能な亀裂先端パラメータと、関連する拘束パラメータを決定するための解析手法とガイドラインが提供されます。 靱性制約軌跡 (2) に関連してテスト データを評価するための推奨事項が提供されます。 引張荷重の場合、TASC V1.0.2 (表面亀裂分析ツール) と呼ばれるコンピューター プログラムを使用して、セクション 9「結果の分析」の分析評価を実行できます。 試験片の広範な塑性変形によって破壊力学の識別可能な亀裂前線領域が消失した場合、ユーザーは、フィールド崩壊領域で試験片を評価するための他のリソースに誘導されます。 注 2—タスク。 コンピューター プログラム TASC は、https://software.nasa.gov/software/MFS-33082-1 または https://sourceforge.net/projects/tascnasa/ から無料で入手できます。 TASC を使用すると、ユーザーは弾塑性領域で実行される各テストに対して独自の弾塑性有限要素解析を実行する負担が軽減されます。 この規格の目的では、TASC 計算は有限要素解析結果と同等です。 TASC のユーザーは、分析材料特性の入力を確立するために付録 A6 の方法論に従う必要があります。 TASC の開発、検証、検証に関する文書は参考文献 (5、6、7、8) に記載されています。 1.7 この試験方法に記載されている試験片の設計および試験手順は、表面亀裂の評価に適用できます。 1 この試験方法は、疲労および破壊に関する ASTM 委員会 E08 の管轄下にあり、破壊力学に関する小委員会 E08.07 の直接の責任です。 現在の版は 2019 年 11 月 15 日に承認されました。 2020 年 1 月に発行されました。 最初は 2013 年に承認されました。 最後の前版は 2015 年に E2899 – 15 として承認されました。 DOI: 10.1520/E2899-19E01。 2 括弧内の太字の数字は、このテスト方法の最後にある参考文献のリストを参照しています。 著作権 © ASTM International、100 Barr Harbor Drive、PO Box C700、West Conshohocken、PA 19428-2959。 米国 この国際規格は、世界貿易機関貿易技術障壁 (TBT) 委員会によって発行された、国際標準、ガイドおよび推奨の開発のための原則に関する決定で確立された、国際的に認められた標準化原則に従って開発されました。 溶接部。 ただし、このテスト方法で説明されているテスト測定値を分析する方法は適用できない場合があります。 一般に溶接破壊試験には、残留応力、微細構造のばらつき、不均一な強度の影響など、この試験方法でのデータ分析の範囲を超える複雑な特徴があります。 これらの影響は試験結果に影響を与えるため、測定量の解釈において考慮する必要があります。 1.8 この試験方法は、へき開領域における鋼の表面亀裂を試験することを目的としたものではありません。 このようなテストは、このテスト方法の範囲外です。 C(T) および SE(B) 試験片を使用した延性脆性領域にわたるフェライト鋼のへき開破壊靱性の評価方法は、試験方法 E1921 に記載されています。 1.9 単位 - SI 単位で記載された値は標準とみなされます。 括弧内の値は情報提供のみを目的としています。 1.10 この実践には、危険な物質、作業、および機器が含まれる場合があります。 この規格は、その使用に関連する安全上の懸念がある場合、そのすべてに対処することを目的とするものではありません。 適切な安全、健康、および環境慣行を確立し、使用前に規制上の制限の適用可能性を判断するのは、この規格のユーザーの責任です。 1.11 この国際規格は、世界貿易機関貿易技術障壁 (TBT) 委員会によって発行された国際標準、ガイドおよび推奨の開発のための原則に関する決定で確立された標準化に関する国際的に認められた原則に従って開発されました。

ASTM E2899-19e1 規範的参照

• ASTM C1421 先進セラミックスの室温での破壊靱性を測定するための標準試験方法
• ASTM E1012 引張荷重下での試験片の矯正を検証するための標準的な手法
• ASTM E111 ヤング弾性率、接線弾性率、接線弾性率の標準試験方法
• ASTM E1820 破壊靱性測定の標準試験方法
• ASTM E1823 疲労および破壊試験に関する標準用語
• ASTM E1921 転移範囲にわたる炭素鋼の基準温度を決定するための標準試験方法
• ASTM E399 金属材料の平面ひずみ破壊靱性の標準試験方法
• ASTM E4 試験機の荷重校正の標準的な方法
• ASTM E6 機械的試験方法に関連する標準用語
• ASTM E647 疲労亀裂進展速度測定の標準試験方法
• ASTM E740 表面亀裂のある引張試験片を使用した破壊試験の標準的な方法
• ASTM E8/E8M 金属材料の引張試験の標準試験方法*， 2024-01-01 更新するには

ASTM E2899-19e1 発売履歴

• 2019 ASTM E2899-19e1 引張および曲げ下での表面亀裂の開始靭性を測定するための標準試験方法
• 2019 ASTM E2899-19 引張および曲げ下での表面亀裂の開始靭性を測定するための標準試験方法
• 2015 ASTM E2899-15 引張および曲げ条件下での表面亀裂発生靭性を測定するための標準試験方法
• 2013 ASTM E2899-13 引張および曲げ条件下での表面亀裂発生靭性を測定するための標準試験方法