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基本信息

GJB/Z 18A-2005
金属材料力学性能数据处理与表达
Data reduction and presentation of mechanical property for metallic materials
2005-12-12
2006-05-01
有效
张国栋;许超;李骋;何玉怀;钟斌;刘绍伦;韩希鹏;邵丕仁;韦廷立;许泽;岳俊;李红恩;
中国航空工业第一集团公司北京航空材料研究院;606所;410厂;611所;132厂;601所;
中国航空工业第一集团公司
中国航空综合技术研究所;北京航空材料研究院;
国防科学技术工业委员会
GJB 832A-2005>材料标准>综合标准(XFL 6200)
设计许用值;三参数威布尔分布;应力强度因子;疲劳寿命;置信度
【范围】 本指导性技术文件规定了对新材料的数据要求和室温强度设计许用值、高温和低温静态力学性能、 典型应力-应变曲线和全应力-应变曲线、持久及蠕变强度、高周疲劳(应力疲劳)、低周疲劳(应变疲 劳)、疲劳裂纹扩展速率、断裂韧度等数据的处理与表达以及常用的数理统计方法。 本指导性技术文件适用于评判航空与航天器结构用金属材料力学性能数据是否准确可靠,确定是否 可将各种性能数据提供使用(如供设计使用的各种金属材料数据手册、汇编和专题技术报告等)的最低数 据要求和分析处理方法,也可适用于其他结构用材料数据的分析处理。金属材料力学性能数据处理与表 达也可以使用其他确有根据的分析处理方法,但应在数据表达时予以说明。
【与前一版的变化】 本指导性技术文件与 GJB/Z 18-1991《金属材料力学性能数据表达准则》相比主要有以下变化: a) 能够处理具有置信度和存活率的持久、高周疲劳(应力疲劳)、低周疲劳(应变疲劳)性能数据, 原标准只能处理均值; b) 增加了三参数威布尔(Weibull)法确定室温强度许用值; c) 应力疲劳的 S-N 曲线推荐采用一种新的等效应力方法进行处理。

包含术语

A-基值在母体中至少有 99%的数值等于或超过该值,其置信度为 95%。
B-基值在母体中至少有 90%的数值等于或超过该值,其置信度为 95%。
S-基值由国家标准、国家军用标准、行业标准或企业标准对材料性能规定的最低值。它反映材料标准规定 的质量控制要求。此值的置信度未知。
典型基值材料性能的平均值,此值的置信度未知。
蠕变试验在规定温度及恒定试验力作用下,测定试样蠕变变形量随时间变化的试验。
蠕变断裂试验在规定温度及恒定试验力作用下,测定试样蠕变量随时间变化延续直至断裂的试验。
持久强度试验在规定温度及恒定试验力作用下,测定试样至断裂的持续时间及持久强度极限的试验
蠕变曲线描述材料在规定温度及恒定试验力作用下,试样应变与时间相关的曲线。
蠕变速率蠕变试验中单位时间的蠕变变形,即给定时间下蠕变曲线的斜率。
蠕变第 I 阶段蠕变速率随时间递减的阶段。
蠕变第 II 阶段蠕变速率随时间保持恒定的阶段。
蠕变第 III 阶段蠕变速率随时间加速的阶段。
蠕变极限在规定温度下,至规定时间试样的总塑性应变或总应变或稳态蠕变速率不超过某规定值的最大应 力。
蠕变方程表达应力、温度、时间、应变之间关系的综合方程或表达规定应变量下的应力、温度和时间关系的 综合方程。
蠕变应力-寿命曲线表征材料在规定温度、应变下应力和试验持续时间的曲线。该曲线可建立在半对数或双对数坐标下。
持久强度极限在规定温度下,试样达到规定时间而不断裂的最大应力。
持久方程表达持久断裂应力、温度和断裂时间之间关系的综合方程。
持久应力-寿命曲线表征材料持久断裂的应力、温度和断裂时间之间的关系曲线。该曲线可建立在直角坐标、半对数或 双对数坐标下。
持久热强参数综合方程用热强参数形式表达持久断裂应力、温度和断裂时间之间关系的综合方程。
持久热强参数综合曲线用热强参数形式表达持久断裂的应力、温度和断裂时间的关系曲线。该曲线建立在半对数坐标下。
起始应变从加载开始到满载这段时间内试样产生的应变,其中除弹性应变外,可能包括塑性应变。
弹性应变加载时与载荷成正比部分的应变或卸载后回复的应变。
蠕变应变应力引起的与时间有关的应变部分,不包括起始应变与热应变。
总应变试验过程中,任何给定时间试样产生的总应变,其中包括起始应变和蠕变应变,但不包括热应变。
总塑性应变给定时间试样产生的总塑性应变,即加载时产生的塑性应变和蠕变应变之和。
疲劳强度试样失效时,对应某-疲劳寿命的应力水平。
中值 S-N 曲线在各应力水平下拟合中值疲劳寿命估计量所得到的曲线,即 50%存活率的应力-寿命关系曲线。通 常简称 S-N 曲线,作图时寿命采用对数坐标,应力采用线性坐标,也可以两者都采用对数坐标。
P-S-N 曲线在各应力水平下具有一定置信度和存活率的疲劳寿命估计量的拟合曲线。
累积循环数试样在疲劳试验的任何阶段所经受的循环次数。
疲劳寿命试样疲劳失效(试样出现规定长度的裂纹或断裂)时,所经受的应力循环次数。
等效应力一个计算出的应力参数,包括最大应力和平均应力对疲劳寿命的影响,代表在疲劳数据回归分析中 的自变量。
应力比在一个应力循环中最小应力与最大应力的代数比值。见公式(1)。
试验频率单位时间的应力循环数。
应力-应变迟滞回线一次循环中的应力-应变关系曲线。
循环硬化在循环加载过程中,当控制应变恒定时,其应力随循环数增加而增加,然后渐趋稳定的现象。
循环软化在循环加载过程中,当控制应变恒定时,应力随循环数的增加而降低,然后渐趋稳定的现象。
循环应力-应变曲线在不同总应变范围下得到的一系列稳定迟滞回线顶点的轨迹。
疲劳裂纹扩展速率在交变载荷作用下,每循环一周所产生的疲劳裂纹扩展量。
应力强度因子在名义应力作用下,含裂纹的构件处于弹性平衡状态时,裂纹尖端附近区域应力场奇异性的度量。 应力强度因子可由构件的名义应力与裂纹尺寸来表征,即按公式(2)计算:
平面应变断裂韧度含裂纹体材料厚度满足平面应变条件,即 B≥2.5(KIc/σ0.2)2,在连续增加的载荷作用下,发生失稳 扩展或断裂时所对应的应力强度因子。KIc为平面应变断裂韧度(I 型),KIc与试验温度和加载速率有关。
子样平均值子样中各个测量值 X i 的平均值。它是母体平均值的估计量,可按公式(3)计算:
子样方差子样偏差的平方和除以(n-1),可按公式(4)计算: n
子样标准差母体标准差的估计值,可按公式(5)计算:
自由度对于 n 个变量,其自由度为变量数减去变量间相约束的个数。
概率所希望事件可能出现的次数与机会相等的所有可能事件可能出现的总次数之比。
置信度一种规定的可靠性,意味着所有将来的测量中,至少有一定比例数的测量值可期望等于或超过允许 的下限值,这种可靠性用置信度表示。

替代标准

引用文件/被引文件

金属材料延性断裂韧度 J
金属拉伸蠕变及持久试验方法
金属材料平面应变断裂韧度 K
金属材料疲劳裂纹扩展速率试验方法
金属力学性能试验术语
金属材料轴向等幅低循环疲劳试验方法
金属板材 K
金属材料轴向加载疲劳试验方法
材料疲劳试验统计分析方法
航空燃气涡轮发动机结构强度设计要求

相关标准

航空润滑油中磨损金属含量测定法
绝热材料低温稳态热导率测试方法
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固体材料60~22773K 比热容测试方法
固体材料60 ~370K 比热容测试方法
固体材料线膨胀系数测试方法
地面雷达情报处理和传递系统通用技术条件系统可靠性考核方法
地面雷达情报处理和传递系统通用技术条件验收规则
地面雷达情报处理和传递系统通用技术条件常用术语

包含图表

应力比
应力强度因子
子样平均值
子样方差
子样标准差
符号、名称及单位
符号、名称及单位
符号、名称及单位
符号、名称及单位
取样方向符号及说明
两个子样方差之比
确定设计许用值的-般
要求回归分析确定设计
ADK(k-SampleAnderson
确定母体是否符合正态
设计许用值的计算
确定母体是否符合三参
各种材料的主要取样方
确定每批材料的配对测
确定两个母体均值比的
回归分析的数据处理
厚度或直径
测量点在 X 处的计算
强度 A-基值
bτ /σ在 X=X0处的减
弹性模量和泊松比
拉伸性能表的格式
压缩性能表的格式
剪切性能表的格式
支承性能表的格式
试验温度对某合金锻件
试验温度对某合金锻件
断后伸长率和断面收缩
试验温度对弹性模量的
制品的平均屈服强度
应变偏离法建立的典型
曲线上每-塑性应变处
典型应力-应变曲线
Ramberg-Osgood 法
Ramberg-Osgood 法
制品的平均拉伸强度
制品的平均断后伸长率
弹性应变
应变偏离法确定的平均
从平均全应力-应变曲
不同温度下某合金典型
试验方案设计表格式
持久方程选择
横坐标为温度和时间的
L-M 法的蠕变方程
持久热强参数综合曲线
持久和蠕变性能表的格
[%塑性应变]蠕变应力-
典型蠕变曲线图格式
持久应力-寿命曲线图
蠕变热强参数综合曲线
具有置信度和存活率的
与某-持久强度均值所
持久强度-3σ 基值的热
,A 与 R 之间的关系
典型疲劳载荷
疲劳寿命模型
初值设定,可有以下两
建议寿命对数值的标准
加权疲劳寿命模型
寿命对数值的标准偏差
残差iR
加权残差iWR …………
学生化残差
标准化残差
2iRMSE
G
统计量
越出数据的处理
复判定系数2R 。
用三参数幂函数法描述
用三参数幂函数法描述
数疲劳寿命
与置信度和存活率相关
方程系数
修正等效应力法
疲劳强度表的格式
S-N 曲线图格式
7 等寿命曲线图格式mi
S-N 应力疲劳曲线
ε-N 应变疲劳曲线
应力-应变迟滞回线
出稳定应力-应变迟滞
疲劳强度系数
低循环疲劳中值曲线
εp/2-2Nf曲线
εt/2-2Nf曲线
循环应力-应变曲线
循环应力-应变曲线
σ/2- εp/2 曲线
N
53破坏轨线及 N|ε 和
利用破坏轨线导出等效
P-ε-N 曲线试验数据统
P-ε-N 曲线试验数据统

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