中华人民共和国国家标准
GB/T 35465.2-2017
聚合物基复合材料疲劳性能测试方法 第2部分:线性或线性化应力寿命(S-N) 和应变寿命(&-N)疲劳数据的统计分析
Test method for fatigue properties of polymer matrix posite materialsPart 2:Statistical analysis of linear or linearizedstress-life(S-N)and strain-life(α-N)fatigue data
中国国家标准化管理委员会 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布
前言
GB/T35465《聚合物基复合材料疲劳性能测试方法》分为3个部分:
第1部分:通则;
本部分为GB/T35465的第2部分.
本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草.
本部分由中国建筑材料联合会提出.
本部分由全国纤维增强塑料标准化技术委员会(SAC/TC39)归口.
本部分主要负责起草单位:北京玻钢院复合材料有限公司.
源集团股份公司、泰山玻璃纤维有限公司、上海玻璃钢研究院有限公司、四川东树新材料有限公司、山东非金属材料研究所、德劳工业服务(上海)有限公司.
本部分主要起草人:彭兴财、李小明、高克强、王艳丽、刘利锋、姜侃、杨德旭、张旭、孙林、孙秀平.
聚合物基复合材料疲劳性能测试方法 第2部分:线性或线性化应力寿命(S-N) 和应变寿命(8-N)疲劳数据的统计分析
1范围
GB/T35465的本部分规定了线性或线性化应力寿命(S-N)和应变寿命(e-N)疲劳数据统计分析的术语和定义、S-N和e-N曲线类型、试样、统计分析等.
本部分适用于在特定应力或应变区间内应力寿命(S-N)和应变寿命(e-N)的关系近似于直线的统计分析.
本部分不推荐以下两种情况使用:
a)S-N和e-N曲线在测试区间外进行外推:
b)在特定的应力或应变振幅下,用高于95%的置信水平进行疲劳寿命统计分析.
2规范性引用文件
件.凡是不注日期的引用文件其最新版本(包括的修改单)适用于本文件. 下列文件对于本文件的应用是必不可少的.凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
GB/T35465.1聚合物基复合材料疲劳性能测试方法第1部分:通则
3术语和定义
GB/T35465.1界定的以及下列术语和定文适用于本文件.
选择和控制的变量,在S-N或-N曲线中,应力或应变为自变量,用X表示.
随自变量改变的变量,在S-N曲线中,疲劳寿命或疲劳寿命的对数为因变量,用Y表示.
在同一自变量下,随机选择同类试样,在不同测试设备上进行的试验.
3.4
注:未失效疲劳,试验中止和接近未失效疲劳的数据不适用于本部分的统计分析. 在规定循环次数内试验试样未发生失效.
4S-N和c-N曲线类型
4.1S-N和e-N曲线的形状取决于材料和试验条件,线性或线性化的S-N和e-N关系见式(1)、
式(2),非等幅循环时,应确定用于分析的S或的有效(等效)值.
式中:
N疲劳寿命;
A、B系数,无量纲:
S、一应力、应变,S、按以下确定:
a)当给出应力(应变)比或最小循环应力(应变)值时,取等幅循环的应力(应变)最大值; b)当给出平均应力(应变)值时,取等幅循环的振幅或应力(应变)最大值与最小值的差值.
4.2在S-N和e-N曲线中,疲劳寿命N为因变量(具有随机性),S或:为自变量(具有可选性或可控性).绘制S-N和e-N曲线时,纵坐标为S或e(自变量),横坐标为疲劳寿命(因变量),见图1.
注:在特定情况下,用于分析的自变量并非真正的控制变量.例如:在总应变可控的情况下,把应变的变化范围作为 自变量用于低周疫劳数据的分析.
图1给出的&-N曲线示意图
劳寿命是对数正态分布),且在自变量的整个变化范围内,疲劳寿命对数的方差是恒定的(lgN的离散在 低水平的S或e以及高水平的S或情况下是相同的).在分析中,1gN作为因变量,用Y表示:S(e)或IgS(lgc)作为自变量,用X表示.用式(3)代替式(1)和式(2):
.( 3)
式(3)用于后续分析,如需更精确的描述,可用式(4)表示:
式中:
μvxY对X的期望值;
A、B一系数,无量纲.
注:期望值用于检验线性模型的合理性,见6.4
5试样
5.1取样
试样在被测材料中随机选取,并进行有计划的分组或随机分组,其目的如下:
b)试验中可能出现设备故障. a)消除变量的潜在干扰因素(如实验室湿度):
5.2试样数量
最少试样数量取决于试验类型,见表1.
表1最少试样数量
试验类型 初步探索 最少试样数量/个 6~12研究和开发 6~12获取设计许用值 12~24可性试验 12~24注:如果变异较大需增加试样数量,否期将会获得宽的置信区间,见6.3.
5.3重复性
重复率按式(5)计算,不同试验类型的最低重复率见表2.
(5)
式中:
R 重复率,%;不同应力或应变水平的总数:试验试样的总数.
表2最低重复率
试验类型 初步探索 最低重复率/% 17~33研究和开发 33~50获取设计许用值 50~75可擎性试验 75~88注1:重复率表明可以用总的被测试样的一部分来估算重复试验的变异性.注2:合理的重复:假定在研究和开发试验中使用了10个试样.采用5个应力或应变水平,每一个水平测试2个注3:不合理重复:假定在试验中使用了8个不同的应力或应变水平在其中两个水平分别测试2个试样,其他6 试样,期试验项目包含50%的重复性.这个百分比的重复性适用于大多数研发应用.个水平分别测试1个试样,重复率为20%,是不合理的.