GB／T 21143-2014标准规范下载简介

GB／T 21143-2014 金属材料 准静态断裂韧度的统一试验方法简介：

GB/T 21143-2014 是中国国家标准，全称为《金属材料 准静态断裂韧度的统一试验方法》。这个标准主要规定了金属材料在准静态断裂条件下的断裂韧度的测试方法和步骤，是评价金属材料抗断裂性能的重要依据。

以下是该标准的一些关键点简介：

1. 定义：准静态断裂是指加载速度较慢，材料破坏过程中的塑性变形显著，断裂过程受塑性影响较大的断裂方式。

2. 试验方法：该标准主要推荐使用三点弯曲试验和单边切口弯曲试验来测量断裂韧度。其中，三点弯曲试验适用于测量无缺口试样的断裂韧度，单边切口弯曲试验则适用于测量有缺口试样的断裂韧度。

3. 数据处理：试验结果需要通过适当的公式进行计算，得到断裂韧度（通常以J值表示）。J值的大小反映了材料抵抗裂纹扩展的能力。

4. 试验条件：包括试样的制备、尺寸、表面粗糙度，试验设备的精度，试验速度，环境温度等，都需要按照标准规定进行，以保证试验结果的准确性和可比性。

5. 适用范围：该标准适用于各种金属材料，包括钢、铝、钛、镍等，以及其合金。

6. 更新：GB/T 21143-2014是对早期版本的更新，更新内容主要涉及试验方法的改进和测试结果的精确化，以适应材料科学的发展和实际应用的需要。

请注意，实际使用时应详细参考标准全文，以确保试验的合规性和结果的准确性。

GB／T 21143-2014 金属材料 准静态断裂韧度的统一试验方法部分内容预览：

了清晰将△F/F的斜率夸引

缺口张开位移(V)或施力点位移(g）

GB 12142-2007 便携式金属梯安全要求图16F。的定义（用于测定K。）

GB/T211432014

KQ值用按照5.5.1、5.8.2、6.2.2测定 三点弯曲试样K。的计算公式如下：

式中S是按5.7.1.1条定义的跨距（见图10）。 注1：对于无侧槽试样，B=B。 注2:附录B给出了g (w)的关系。 注3：应注意根据式(11)计算Kα的单位。如果B和W用m为单位，F用MN为单位，那么Kα的单位就应 MPa·ml²。如果B和W用mm为单位，F用kN为单位，那么为了保证Kα的单位还是MPa·ml"就应 式右边乘以10。 坚拉仙试样K的计筒公式加下

注1：对无侧槽试样，Bv=B。 注2:附录 B给出了x2()的关系

注1：对无侧槽试样，B、=B 注 2:附录 B给出了&2()的关系。 注3：应注意根据式（12)计算K。的单位。如果B和W用m为单位，F用MN为单位，那么Kα的单位就应是 MPa·m"²。如果B和W用mm为单位，F用kN为单位，那么为了保证K。的单位还是MPa·m就应在 右边乘以10#

6.2.4Kc的有效性判定

则KQ就是Kk 注：注意公式(13)使用的单位。Kα用MPa·m"为单位；R.:用MPa为单位；αn、B、（W一αu）用m为单位 并且

(Rro,2) p K≤0.6K (Rpl.2) ,

K,≤0.6K (Rmo.2 ) μ (Ra)

.2），和（R0.2），分别是预裂纹和试验温度下偏置0.2%对应的塑性延伸强度。 如果不能满足式（13)和式（14)的要求及本方法的其他要求，结果就不是有效的K<，并应根据6 4对可能的或J值进行计算

6.3断裂韧度8。的测定

6.3.1F。和V、F，和V,或F和V的测定

取断裂点的值为F.、F.或F。

式(15a)和式(15b)中的P按下式计算（见附录G)

式(15a)和式(15b)中的P按下式计算（见附录G)

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........................15b)

对应于稳定裂纹扩展（5.8.3)后的裂纹失稳（5.8.

6.3.2F㎡和V.的测定

<0.2 mm+()(*)

Aa≥0.2mm+ 1.87/

Aa≥0.2mm+(1.87)(

6.3.3V,（A,）的测定

对应于缺口张开位移V。、V、V和Vm（按6.3.1和6.3.2测定，见图17)的缺口张开位移塑性分量 V，可以通过对试验记录进行手工计算或计算机自动计算得到。 从H.3中规定的总面积中减去理论的弹性面积A。得到塑性分量A，。有多种计算方法可以使用， 例如通过求积仪得到，或利用计算机的数字积分技术，还可以利用后面叙述的弹性柔度分析方法得到 （见图17）

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图17V或A，的测定

0，值用按照5.5.1、5.8.2、6.3.1、6.3.2、6.3.3测定的B、Bx、W、α、F和V，来计算。 注1：，值不因裂纹扩展量α而进行修正。 注2：对无侧槽试样，B=B。 注3：当V，的测量位置在试样缺口边缘以外（见图8b)时，Z是正值；当V，的测量位置在试样缺口边缘以内时，Z 是负值。 对于三点弯曲试样，8。按式（19）计算

8，值用按照5.5.1、5.8.2、6.3.1、6.3.2、6.3.3测定的B、B~、W、an、F和V，来计算。 注1：，值不因裂纹扩展量△α而进行修正。 注2：对无侧槽试样，B=B。 注3：当V，的测量位置在试样缺口边缘以外（见图8b）时，Z是正值；当V，的测量位置在试样缺口边缘以内时 是负值。 对于三点弯曲试样，8，按式（19）计算

式中S是5.7.1.1中定义的跨距（见图10）。 注4:系数g (α/W)在附录B中给出。

注5：转动半径R由式（20)计算2"

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注6：系数g：（a./W)在附录B中给出 对于台阶型缺口紧漆拉伸试样，，按下式计算

注7：系数g：（αo/W）与式（21)的直通型缺口紧凑拉伸试样相同 注8：转动半径R由下式计算

6.3.5断裂韧度 8。的判定

(R +0.25 2R,.2E R

裂韧度符号的右下标括号中注明： 利用F。和V。计算。，得到B 利用F.和V.计算。，得到 利用F和V计算，得到； 利用F.和V.计算。，得到m 例如对于试样厚度B=25mm的试验.断裂韧度值8.应标为8.）

6.4断裂韧度J。值的测定

6.4.1F。和q。,F，和q.或F和g的测定

当F和对应于较小的稳定裂纹扩展量时（见5.8.2），例如

应记录为F，和q。。 当F和g对应于较大的稳定裂纹扩展量时（见5.8.3），例如

应记录为F和q.。 当不能测定Aα时（见5.8.3），F和g应记录为F和m

6.4.2F和gm的测定

A<0.2mm+ 13.75R.

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记录的首个最大力点来计算「见图2试验记录类型（6）

通过试验记录适当的施力点位移q、44和9m（见6.4.1和6.4.2），从H.3中规定的总面积中减 去理论的弹性面积U。得到塑性分量U，。有多种计算方法可以使用，例如通过求积仪得到，或利用计算 机的数字积分技术，还可以利用后面叙述的弹性柔度分析方法得到（见图18），

图18U，的测定（用于J的测定）

对于三点弯曲和紧拉伸试样的J，值，可以借助下列关系和5.5.1中确定的B、B、、W，5.8.2中确 定的α以及相应的6.4.3中确定的U.值（6.3.3中确定的A，值）和6.4.1或6.4.2中确定的试验记录上 的适当力值计算得到。 注1：J。值不因裂纹扩展量△而进行修正。 注2：对无侧槽试样，B=B。 注3：当V，的测量位置在试样缺口边缘以外（见图8b)时.Z是正值；当V，的测量位置在试样缺日边缘以内时，Z 是负值。 对于三点弯曲试样，若测量缺口张开位移V、按下式计算，

pA ....26)

其中S是5.7.1.1定义的跨距（见图10）。 对于三点弯曲试样，若测量施力点位移J，按下式来计算

注4：系数gi(α./W)在附录B中给出。 对于台阶型缺口紧漆拉伸试样.1，按下式来计算

注5：系数g：（α/W)在附录B中给出。 注6：对于直通型缺口紧凑拉伸试样.倘若确立了U，与A，之间的对应关系，那么U，可以通过图17中的A，得到； 而」。的计算则与台阶型缺口紧凌拉伸试样由式（27)给出

6.4.5断裂韧度J。的判定

按照6.4计算的断裂韧度J。值是尺寸敏感的，与试样厚度直接相关。厚度应以mm为单位，在断 裂韧度符号的右下标括号中注明： 利用F。和Q。计算J。，得到J； 利用F.和q.计算J。，得到JuB； 利用F和q计算J，，得到JB； 利用F㎡和9㎡计算J。，得到Jm

按照5.7对试样加载，按照5.8测量产生的裂纹扩展量。 注：若测量8a.2a.（或J..2u.）值，则无需考虑试样刚性转动的影响；若精确测量R阻力曲线，则用于计算和J 裂纹嘴张开位移V或加载线/施力点位移q应参照1.7进行旋转修正；和值按α。+△α计算

单试样法是利用弹性柔度或其他技术通过一个试样的试验得到R阻力曲线上的多个点的方法。 附录I描述了单试样法。 当Aα≤0.2（W一α。)时，利用直接法估计的最终裂纹扩展量Aα与测量的裂纹扩展量之差应当不超 过后者的15%或0.15mm，取其大者；当△a>0.2(W一α。）时，这一差值应在0.03(W一α。）以内。为了 后续的裂纹扩展量的测定需要对初始裂纹长度α。作一个估计，可以采用卸载柔度技术，。的估计值应 该在试验后测量α值的2%以内。 对于间接测量技术，第一个试样用于建立试验输出与裂纹扩展量之间的关系。至少需要一个附加 试样完成相同试验，用于验证由第一个试样得到的裂纹扩展量的精确性。 估计值与实际△a测量值之差应不超过后者的15%或0.15mm，取其大者，否则试验结果无效，

7.2.4最终裂纹前缘的平直度

最终裂纹长度定义为按照5.8.2和5.8.3描述的九点平均值法测定的初始裂纹长度加上稳定裂 展量。中间七点的裂纹长度与九点平均值之差不应大于0.1α，否则试验结果无效

对于三点弯曲试样DB11∕T 1888-2021 海绵城市雨水控制与利用工程施工及验收标准，按下式计算

式中S是5.7.1.1定义的跨距（见图10），α=4#十α4 注1：对无侧槽试样，B=B。 主2：系数g：（α/W)在附录B中给出。 主3：转动半径R由式（20)计算。 对于直通型缺口紧漆拉伸试样，8按下式来计算

注2：系数g（α/W)在附录B中给出。 注3：转动半径R由式（20)计算。 对于直通型缺口紧漆拉伸试样，按下式来计算： F .......(32) R+0.25W 式中： =α+α。 注4：系数g（α/W)在附录B中给出。 对于台阶型缺口紧凑拉伸试样，按下式来计算：

L2R 式中： α=α十a。 注4：系数g2（α/W)在附录B中给出。 对于台阶型缺口紧凑拉伸试样，按下式来计算

式中： a=a十a。 注5：对于台阶型缺口紧凌拉伸试样，V，等于施力点位移4p 注6：系数g2(α/W)在附录B中给出。 注7.转动半径R由式（23）计算

H (R a)V L2Rm.2E R

对于三点弯曲试样，若测量裂纹嘴张开位移V，则J按下式计算：

式中S是5.7.1.1定义的跨距（见图10）。由式（27)给定，α=α十△α。 注1：对无侧槽试样，B=B。 注2：系数g：（α/W）在附录B中给出。 对于三点弯曲试样，若测量施力点位移（Q／CR 658-2018标准下载，则」按下式来计算：

式中S是5.7.1.1定义的跨距（见图10），u=αo十△α。 注3：对无侧槽试样，Bv=B。 注4：系数g（α/W)在附录B中给出。 对于台阶型缺口紧凑拉伸试样，按下式来计算：