TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 12796-4:2019 (ISO 19095-4:2015) VỀ CHẤT DẺO – ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG KẾT DÍNH LIÊN DIỆN TRONG TỔ HỢP CHẤT DẺO-KIM LOẠI – PHẦN 4: ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG ĐỂ XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12796-4:2019

ISO 19095-4:2015

CHẤT DẺO – ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG KẾT DÍNH LIÊN DIỆN TRONG TỔ HỢP CHẤT DẺO-KIM LOẠI – PHẦN 4: ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG ĐỂ XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN

Plastics – Evaluation of the adhesion interface performance in plastic-metal assemblies – Part 4: Environmental conditions for durability

Lời nói đầu

TCVN 12796-4:2019 hoàn toàn tương đương với ISO 19095-4:2015.

TCVN 12796-4:2019 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC61 Chất dẻo biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố

Bộ TCVN 12796 (ISO 19095) Chất dẻo – Đánh giá tính năng kết dính liên diện trong tổ hợp chất dẻo-kim loại, gồm các tiêu chuẩn sau:

– TCVN 12796-1:2019 (ISO 19095-1:2015) Phần 1: Hướng dẫn cách tiếp cận

– TCVN 12796-2:2019 (ISO 19095-2:2015) Phần 2: Mẫu thử

– TCVN 12796-3:2019 (ISO 19095-3:2015) Phần 3: Phương pháp thử

– TCVN 12796-4:2019 (ISO 19095-4:2015) Phần 4: Điều kiện môi trường để xác định độ bền.

Lời giới thiệu

Các sản phẩm có kết cấu từ các vật liệu không đồng nhất đang được sản xuất trong các lĩnh vực công nghiệp ô tô và hàng không vũ trụ, nơi đòi hỏi có các giới hạn an toàn cao hơn.

Các phương pháp thử hiện có không thích hợp do khó đánh giá kết dính liên diện vì vật liệu polyme có độ bền cơ học tương đối thấp và do vậy gãy đứt bên ngoài các mối dán. Do đó, cần phải phát triển một phương pháp luận đối với việc đánh giá kết dính liên diện.

Cũng cần có một phương pháp thử để đánh giá chính xác tính năng kết dính liên diện hoặc chuẩn hóa sự đánh giá dài hạn trong môi trường khắc nghiệt.

Phương pháp trong bộ TCVN 12796 (ISO 19095) nhằm đảm bảo tính toàn vẹn của mối dán được thực hiện trên toàn bộ liên diện và khả năng truy xuất nguồn gốc của giá trị sẽ giúp cải thiện việc so sánh dữ liệu.

Tiêu chuẩn này quy định các điều kiện để đánh giá độ bền dài hạn.

 

CHẤT DẺO – ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG KẾT DÍNH LIÊN DIỆN TRONG TỔ HỢP CHẤT DẺO-KIM LOẠI – PHẦN 4: ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG ĐỂ XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN

Plastics – Evaluation of the adhesion interface performance in plastic-metal assemblies – Part 4: Environmental conditions for durability

CẢNH BÁO AN TOÀN: Người sử dụng tiêu chuẩn này phải thông thạo việc thực hành trong phòng thí nghiệm thông thường. Tiêu chuẩn này không đề cập đến tất cả các vấn đề về an toàn, nếu có, liên quan đến việc áp dụng tiêu chuẩn này. Người sử dụng có trách nhiệm thiết lập các quy trình về an toàn và vệ sinh lao động phù hợp và đảm bảo phải tuân thủ theo mọi quy định bắt buộc. Có thể nhận thấy rằng một số vật liệu được chấp nhận trong tiêu chuẩn này có thể gây ra tác động tiêu cực đến môi trường. Khi tiến bộ công nghệ dẫn đến những lựa chọn khác dễ chấp nhận hơn, các vật liệu này sẽ được loại bỏ ở mức nhiều nhất có thể. Khi kết thúc quá trình thử nghiệm, phải thận trọng xử lý tất cả các chất thải một cách thích hợp theo các quy định hiện hành.

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các điều kiện môi trường để đánh giá độ bền tính năng kết dính liên diện trong tổ hợp chất dẻo-kim loại.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 6799-2-11 (IEC 60068-2-11), Thử nghiệm môi trường – Phần 2-11: Các thử nghiệm – Thử nghiệm Ka: Sương muối

TCVN 12796-1:2019 (ISO 19095-1:2015), Chất dẻo – Đánh giá tính năng kết dính liên diện trong tổ hợp chất dẻo-kim loại – Phần 1: Hướng dẫn cách tiếp cận

TCVN 12796-2 (ISO 19095-2), Chất dẻo – Đánh giá tính năng kết dính liên diện trong tổ hợp chất dẻo-kim loại – Phần 2: Mẫu thử

TCVN 12796-3 (ISO 19095-3), Chất dẻo – Đánh giá tính năng kết dính liên diện trong tổ hợp chất dẻo-kim loại – Phần 3: Phương pháp thử

ISO 472, Plastics – Vocabulary (Chất dẻo – Từ vựng)

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa trong ISO 472 và các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1

Ứng suất trượt (shear stress)

t

<thử nghiệm mỏi> ứng suất được xác định bằng cách chia lực cho diện tích bề mặt được dán.

CHÚ THÍCH: Ứng suất này được biểu thị bằng mega pascal

3.2

Ứng suất trượt tĩnh (static shear stress)

t_R

<thử nghiệm mỏi> Ứng suất trượt tĩnh trung bình tại điểm phá hủy được xác định theo ISO 4587.

CHÚ THÍCH: Ứng suất này được biểu thị bằng mega pascal

3.3

Chu kỳ ứng suất (stress cycle)

<thử nghiệm mỏi> phần nhỏ nhất của hàm ứng suất/thời gian được lặp lại ở các khoảng thời gian đều đặn.

CHÚ THÍCH 1: Đó là hàm số có dạng hình sin (xem Hình 1) với biến dạng trượt hình sóng.

CHÚ THÍCH 2: Ứng suất chu kỳ có thể được coi là sự chồng một ứng suất luân phiên lên một ứng suất tĩnh là ứng suất trung bình.

Hình 1 – Chu kỳ ứng suất mỏi

3.4

Ứng suất lớn nhất (maximum stress)

t_max

<thử nghiệm mỏi> giá trị đại số lớn nhất của ứng suất đạt được ở các khoảng thời gian đều đặn.

CHÚ THÍCH: Ứng suất này được biểu thị bằng mega pascal

3.5

Ứng suất nhỏ nhất (minimum stress)

t_min

<thử nghiệm mỏi> giá trị đại số nhỏ nhất của ứng suất đạt được trong một khoảng thời gian đều đặn.

CHÚ THÍCH: Ứng suất này phải luôn dương và được biểu thị bằng mega pascal

3.6

Ứng suất trung bình (mean stress)

t_m

<thử nghiệm mỏi> giá trị trung bình đại số của ứng suất lớn nhất và ứng suất nhỏ nhất.

CHÚ THÍCH: Ứng suất trung bình được tính:

3.7

Biên độ ứng suất (stress amplitude)

t_a

<thử nghiệm mỏi> ứng suất luân phiên bằng một nửa sự chênh lệch đại số giữa ứng suất lớn nhất và ứng suất nhỏ nhất.

CHÚ THÍCH 1: Biên độ này được biểu thị bằng mega pascal.

CHÚ THÍCH 2: Biên độ ứng suất được tính là

3.8

Giới hạn mỏi (fatigue limit)

t_D

<thử nghiệm mỏi> giá trị giới hạn mà biên độ ứng suất t_a tiến đến khi số chu kỳ là rất lớn với một ứng suất trung bình t_m định trước

CHÚ THÍCH: Đối với một số vật liệu, biên độ ứng suất so với số chu kỳ không đạt đến giá trị giới hạn nhưng giảm liên tục khi tăng số chu kỳ. Trong trường hợp này, điều đó rất hữu ích để xác định một giới hạn của độ bền mỏi.

3.9

Giới hạn của độ bền mỏi (limit of endurance)

t_D (N_F)

<thử nghiệm mỏi> ứng suất trượt được xác định tại số cụ thể chu kỳ thử nghiệm không đạt N_F.

CHÚ THÍCH 1: Giới hạn này được biểu thị bằng mega pascal.

CHÚ THÍCH 2: Thử nghiệm được thực hiện tại t_m không đổi, và kết quả phải được đưa dưới dạng: t_D(N_F, t_m), tính bằng mega pascal.

3.10

Tuổi thọ (service life)

N

<thử nghiệm mỏi> số chu kỳ ứng suất tác động lên một mẫu thử cho đến khi đạt được tình trạng hư hại định trước của mẫu thử.

CHÚ THÍCH: Khi không xảy ra hư hại, tuy tuổi thọ không được xác định nhưng được coi là lớn hơn khoảng thời gian thử nghiệm.

3.11

Tỷ lệ chu kỳ (cycle ratio)

n/N

<thử nghiệm mỏi> tỷ số giữa số chu kỳ đã tác động (n) và tuổi thọ (N).

CHÚ THÍCH: Tỷ lệ này được sử dụng trong thử nghiệm có tải trọng, cùng với đường cong SN (đường cong Woehler).

3.12

Đường cong SN (SN curve)

<thử nghiệm mỏi> đường cong, cho phép đánh giá được độ bền của vật liệu, biểu thị mối tương quan giữa tuổi thọ N thu được bằng thực nghiệm biểu diễn trên trục hoành (thang loga) và ứng suất t_a hoặc t_max biểu diễn trên trục tung trên thang tuyến tính (đường cong điển hình trong Hình 1).

CHÚ THÍCH: Đường cong này được thiết lập bằng cách giữ t_m không đổi. Đường cong SN được xác định bởi tương quan giữa biên độ ứng suất và tuổi thọ. Trên đường cong này (Hình 2), chúng ta có thể phân biệt được:

– vùng độ bền mỏi tại đó với một ứng suất định trước, có thể xác định phá hủy hay không phá hủy đối với một số chu kỳ thử nghiệm hư hại NF, và

– vùng mỏi mà tại đó với một ứng suất định trước, tất cả các mẫu thử bị hư hại sau số chu kỳ nhỏ hơn số chu kỳ thử nghiệm hư hại thông thường N_F được đề cập bên trên.

CHÚ DẪN

PA  polyamit

PP  polypropylen

PPS  polyphenylen sulfua

Hình 2 – Đồ thị nửa loga đường cong SN điển hình của tổ hợp chất dẻo-nhôm 5052 được thử nghiệm tại 30 Hz ở nhiệt độ phòng

4  Mẫu thử

4.1  Hình dạng mẫu thử

Xem TCVN 12796-2 (ISO 19095-2).

4.2  Điều kiện của mẫu thử

Xem TCVN 12796-3 (ISO 19095-3).

5  Cách tiến hành

5.1  Thử nghiệm sự phụ thuộc vào nhiệt độ

5.1.1  Thiết bị, dụng cụ

Xem TCVN 12796-1 (ISO 19095-1).

5.1.2  Cách tiến hành

Sau khi giữ mẫu thử dưới các điều kiện được mô tả trong TCVN 12796-1 (ISO 19095-1) trong thời gian 48 h, lựa chọn nhóm nhiệt độ lần lượt từ (-40 ± 3) °C, (-20 ± 3) °C, (0 ± 2) °C, (40 ± 2) °C, (60 ± 2) °C, (80 ± 2) °C, (100 ± 2) °C, (120 ± 3) °C, (140 ± 2) °C, (160 ± 3) °C và (180 ± 2) °C và tiến hành thử nghiệm. Mẫu thử phải được giữ ở nhiệt độ quy định trong 10 min.

5.1.3  Trình bày kết quả

Trên cơ sở độ bền tại các nhiệt độ tương ứng thu được trong 5.2, xây dựng đồ thị đường độ bền-nhiệt độ, Hình 3 là một ví dụ.

CHÚ DẪN

X  nhiệt độ (°C)

Y  độ bền (MPa)

Hình 3 – Ví dụ về đồ thị đường độ bền-nhiệt độ

5.2  Thử nghiệm sốc nhiệt

5.2.1  Thiết bị, dụng cụ

Xem TCVN 12796-1 (ISO 19095-1).

5.2.2  Cách tiến hành thử nghiệm

Sau khi giữ mẫu thử dưới các điều kiện được mô tả trong TCVN 12796-1 (ISO 19095-1) trong thời gian 48 h, đặt mẫu thử vào trong buồng có nhiệt độ thấp không đổi đã đặt trước ở nhiệt độ (-40 ± 3) °C trong thời gian (2 ± 0,5) h.

Lấy mẫu thử ra khỏi buồng có nhiệt độ thấp và ngay lập tức đặt mẫu thử vào trong buồng đã điều chỉnh đến nhiệt độ cao được đưa ra trong Bảng 1, và lặp lại chu kỳ nhiệt độ như quy định trong Bảng 1 và Hình 4.

Sau mỗi chu kỳ nhiệt độ lặp lại lần lượt là 10, 50, 100, 200, 500, 1000 lần, lấy mẫu thử ra khỏi buồng, đặt mẫu thử dưới các điều kiện được mô tả trong TCVN 12796-1 (ISO 19095-1) trong khoảng thời gian hơn 2 h, và tiến hành thử nghiệm.

Bảng 1 – Các điều kiện thử nghiệm sốc nhiệt

Phân loại	Nhiệt độ cài đặt trước		Thời gian phơi nhiễm
	Cao	Thấp	T2, T4	T1, T3
I	80 °C	– 40 °C	1 h	5 min hoặc ít hơn
II	120 °C
III	150 °C

Hình 4 – Biểu đồ thử nghiệm sốc nhiệt

5.2.3  Trình bày kết quả

Trên cơ sở kết quả tiến hành sau mỗi số lần lặp lại thu được trong 5.1.2, xây dựng đồ thị đường độ bền-số lần lặp lại.

5.3  Thử nghiệm theo chu kỳ nhiệt độ/độ ẩm

5.3.1  Thiết bị, dụng cụ

Xem TCVN 12796-1 (ISO 19095-1).

5.3.2  Cách tiến hành thử nghiệm

Sau khi giữ mẫu thử dưới các điều kiện được mô tả trong TCVN 12796-1 (ISO 19095-1) trong 48 h, đặt thanh thử vào trong buồng có nhiệt độ và độ ẩm không đổi, sau đó đặt nhiệt độ ở (25 ± 2) °C và độ ẩm ở (65 ± 20) %. Để mẫu thử trong điều kiện đó trong thời gian (2,5 ± 0,5) h và tiến hành thử nghiệm theo biểu đồ được quy định trong Hình 5.

Sau mỗi biểu đồ lặp lại lần lượt là 2, 5, 10, 20 lần, lấy thanh thử ra khỏi buồng, đặt thanh thử dưới các điều kiện được mô tả trong TCVN 12796-1 (ISO 19095-1) trong khoảng thời gian từ 1 h đến 2 h, và tiến hành thử nghiệm.

CHÚ DẪN

X  thời gian

Y  nhiệt độ (°C)

1  (60 ± 2) °C, (90 ± 5) % RH (độ ẩm tương đối)

2  (45 ± 2) °C, (95 ± 5) % RH (độ ẩm tương đối)

3  (-10 ± 2)°C

4  (23 ± 2) °C, (65 ± 2) % RH (độ ẩm tương đối)

5  khoảng thời gian không kiểm soát độ ẩm

Hình 5 – Biểu đồ thử nghiệm theo chu kỳ nhiệt độ/độ ẩm

5.3.3  Trình bày kết quả

Trên cơ sở kết quả tiến hành sau mỗi số lần lặp lại thu được trong 5.3.2, xây dựng đồ thị đường độ bền-số lần lặp lại.

5.4  Thử nghiệm nhiệt độ cao và độ ẩm cao

5.4.1  Thiết bị, dụng cụ

Xem TCVN 12796-1 (ISO 19095-1).

5.4.2  Cách tiến hành thử nghiệm

Sau khi giữ mẫu thử dưới các điều kiện được mô tả trong TCVN 12796-1 (ISO 19095-1) trong thời gian 48 h, tiến hành thử nghiệm theo các điều kiện được quy định trong Bảng 2.

Sau khi đặt mẫu thử vào trong buồng trong khoảng thời gian thử nghiệm lần lượt là 24 h, 48 h, 168 h, 336 h, 672 h, 1000 h, 1500 h, 2000 h, lấy mẫu thử ra khỏi buồng, đặt mẫu thử dưới các điều kiện được mô tả trong Điều 4 của TCVN 12796-1 (ISO 19095-1) trong khoảng thời gian nhiều hơn 2 h, và tiến hành thử nghiệm.

Bảng 2 – Các điều kiện thử nghiệm nhiệt độ cao và độ ẩm cao

Nhiệt độ thử nghiệm	(85 ± 2) °C
Độ ẩm tương đối	(85 ± 2) %

5.4.3  Trình bày kết quả

Trên cơ sở kết quả tiến hành sau mỗi khoảng thời gian thử nghiệm thu được trong 5.4.2, xây dựng đồ thị đường độ bền-thời gian thử nghiệm.

5.5  Thử nghiệm sương muối

5.5.1  Thiết bị, dụng cụ

Xem TCVN 12796-1 (ISO 19095-1).

5.5.2  Cách tiến hành thử nghiệm

Sau khi giữ thanh thử dưới các điều kiện được mô tả trong Điều 4 của TCVN 12796-1 (ISO 19095-1) trong thời gian 48 h, tiến hành thử nghiệm theo các quy định từ Điều 4 đến Điều 7 trong TCVN 6799-2-11 (IEC 60068-2-11).

Sau khi đặt thanh thử vào buồng trong các khoảng thời gian thử nghiệm lần lượt là 24 h, 48 h, 96 h, 168 h, 336 h, 672 h, 1000 h, 1500 h, 2000 h, lấy thanh thử ra khỏi buồng, rửa sạch bằng nước máy trong khoảng 5 min. Tiếp theo, rửa sạch thanh thử bằng nước cất hoặc nước khử ion và xịt không khí để loại bỏ nước nhỏ giọt. Nhiệt độ nước dùng để làm sạch phải là 35 °C hoặc thấp hơn.

Sau khi loại bỏ được hết giọt nước, đặt thanh thử dưới các điều kiện được mô tả trong Điều 4 của TCVN 12796-1 (ISO 19095-1) trong khoảng thời gian từ 1 h đến 2 h, và tiến hành thử nghiệm.

5.5.3  Trình bày kết quả

Trên cơ sở kết quả tiến hành của 5.5.2, xây dựng đồ thị độ bền-thời gian thử nghiệm.

5.6  Thử nghiệm mỏi

5.6.1  Nguyên tắc

Mẫu thử phải chịu ứng suất theo chu kỳ sao cho có thể được coi là sự chồng một ứng suất luân phiên lên một ứng suất tĩnh là ứng suất trung bình.

Số chu kỳ tại thời điểm phá hủy mẫu thử được xác định với t_m và t_a định trước. Các giá trị này được sử dụng để thiết lập đường cong SN và sau đó cho phép đánh giá vùng tin cậy liên quan đến khả năng chịu mỏi của mối dán.

5.6.2  Các điều kiện chung

Tổ hợp chất dẻo-kim loại có thể phải chịu rão, ngay cả ở nhiệt độ môi trường xung quanh, dưới tác động của ứng suất trung bình t_m khác không. Cần đảm bảo rằng trước khi thử nghiệm mỏi thì các ứng suất trung bình được sử dụng trong quá trình thử nghiệm không gây ra phá hủy, bởi rão đóng góp vào sự phá hủy là do mỏi gây ra.

Cố định mẫu thử phụ thuộc vào loại mẫu được thử.

Làm cho mẫu thử chịu đến ứng suất trung bình t_m của nó và sau đó chịu đến tần số thử nghiệm để đạt được biên độ t_a.

5.6.3  Thiết bị, dụng cụ

Xem TCVN 12796-1 (ISO 19095-1).

5.6.4  Cách tiến hành

Sau khi giữ mẫu thử dưới các điều kiện được nêu trong TCVN 12796-1 (ISO 19095-1) trong thời gian 48 h, trừ khi có quy định riêng, tiến hành thử nghiệm theo các điều kiện được quy định trong Bảng 3.

Bảng 3 – Các điều kiện thử nghiệm mỏi

Tần số	30 Hz
Ứng suất trung bình (tm)	0,35 tR

5.6.4.1  Dựng đường cong SN, tại giá trị ứng suất trung bình t_m định trước

Mẫu phải được thử nghiệm để xác định các tính chất mỏi sau khi đánh giá ứng suất trượt tĩnh t_R trên bộ mẫu gồm ít nhất sáu mẫu thử có cùng hình thái cấu tạo.

5.6.4.1.1  Đối với mỗi một biên độ t_a định trước, thử nghiệm ít nhất bốn mẫu thử sao cho sự phá hủy xảy ra trong dải từ 10⁴ đến 10⁷ chu kỳ. Tối thiểu phải có ba biên độ khác nhau trong dải này. Xác định giới hạn độ bền mỏi N_F ở thử nghiệm hư hại 10⁷ chu kỳ.

Trong dải này, để xác định chính xác một điểm trên đường cong SN cần phải sử dụng phương pháp thống kê.

Khi các mẫu được thử nghiệm riêng, sử dụng phương pháp bậc thang để xác định giới hạn độ bền mỏi t_d (N_F, t_m) (xem Phụ lục A).

Nếu máy thử mỏi được trang bị kẹp để có thể thử nghiệm đồng thời một nhóm mẫu, các kết quả phải được xử lý theo phương pháp phân loại lại dữ liệu (xem Phụ lục B).

5.6.4.1.2   Vẽ đường cong SN, đi qua các điểm của đường chính tâm và giới hạn độ bền mỏi t_δ(N_F,t_m) với tọa độ (t_a,log N) cho phép thu được một đường thẳng.

5.7  Báo cáo

Ngoài báo cáo được nêu trong TCVN 12796-2 (ISO 19095-2), báo cáo thử nghiệm phải bao gồm các thông tin sau, khi thích hợp:

1. a) viện dẫn tiêu chuẩn này, nghĩa là TCVB 12796-4 (ISO 19095-4);
2. b) các điều kiện khi xử lý trước;
3. c) loại môi trường, các điều kiện, và số lần lặp lại (thời gian) của thử nghiệm;
4. d) hình dạng mẫu thử;
5. e) kết quả thử nghiệm;
6. f) ngày thử nghiệm.

 

Phụ lục A

(quy định)

Phương pháp bậc thang (hay phương pháp Dixon và Mood)

A.1  Nguyên tắc

Khoảng thời gian thử nghiệm tối đa (số chu kỳ) và sự bố trí lệch pha của biên độ ứng suất được ấn định, cách nhau cấp số cộng với bước d (cách nhau xấp xỉ độ lệch chuẩn s của độ bền trượt của chất kết dính). Điều này cố gắng gộp giới hạn độ bền mỏi t_d(N_F,t_m) bằng một chuỗi phá hủy và không phá hủy.

A.2  Phương pháp

Số mẫu thử nghiệm là lẻ.

Mẫu thử thử j được thử nghiệm tại biên độ ứng suất t_aj xấp xỉ giá trị giả định t_D (N_F). Nếu xảy ra sự phá hủy, mẫu thử tiếp theo phải được thử nghiệm tại t_aj+1 = t_aj – d. Nếu không xảy ra sự phá hủy, mẫu thử tiếp theo phải được thử nghiệm tại t_aj+1 = t_aj + d cho đến khi sử dụng hết tất cả các mẫu thử.

Các ứng suất phải được xếp thứ tự từ thử nghiệm biên độ thấp nhất, biểu thị bằng chỉ số i = 0 tức là . Giới hạn độ bền mỏi được đưa ra bởi Công thức (A.1).

trong đó

là biên độ của ứng suất nhỏ nhất được sử dụng trong quá trình thử nghiệm;

A là khoảng cách giữa hai biên độ;

L là số khả năng ít gặp nhất (phá hủy hoặc không phá hủy) cho toàn bộ chuỗi thử nghiệm

trong đó

n_i là số lần các khả năng ít gặp nhất quan sát được tại mức biên độ chỉ số thứ i;

k là số lượng mức biên độ cần thiết để chuyển từ một sự phá hủy nhất định sang một sự không phá hủy nhất định (0 < i < k);

Giá trị -(1/2) được sử dụng nếu ít gặp sự phá hủy nhất, +(1/2) nếu ít gặp sự không phá hủy nhất.

A.3  Tính toán độ lệch chuẩn của giới hạn độ bền mỏi

Ước lượng độ lệch chuẩn được tính theo công thức:

với

miễn là

A.4  Ví dụ điển hình của phương pháp bậc thang

Giả sử rằng

Đối với 21 mẫu thử, giới hạn độ bền mỏi tính được là 5,86 MPa và độ lệch chuẩn là 0,52 MPa.

Tính toán tương tự được thực hiện trên 11 mẫu thử đầu tiên sẽ dẫn đến một giới hạn độ bền mỏi là 5,62 MPa, và đối với bảy mẫu đầu tiên là 6,00 MPa.

 

Phụ lục B

(quy định)

Phương pháp phân loại lại dữ liệu

B.1  Phương pháp bề mặt

Một phiên bản cụ thể của phương pháp này còn được biết đến là “phương pháp phân loại lại dữ liệu”. Phương pháp này rất hữu ích để đạt được một ước tính khá chính xác về giới hạn độ bền mỏi mà không cần giả định rằng giới hạn độ bền mỏi tuân theo tốc độ thông thường. Sự tương tự giữa công thức tính đưa ra giới hạn độ bền mỏi và công thức trong phương pháp bậc thang sẽ được ghi nhận.

B.2  Nguyên tắc

Nên sử dụng trường hợp cụ thể của phiên bản chung trong đó các biên độ ứng suất thử nghiệm t_al, t_ai, t_ak cách đều nhau một bước d, có cùng số lượng mẫu được thử nghiệm ở mỗi mức biên độ. Giới hạn độ bền mỏi được đưa ra bởi Công thức (B.1):

trong đó

T là tổng số mẫu thử bị hư hại trước khi đạt được số chu kỳ thử nghiệm hư hại N_F;

q là số lượng mẫu được thử nghiệm ở mỗi mức biên độ i;

t_ak là biên độ ứng suất cao nhất được thử nghiệm luôn luôn dẫn đến sự phá hủy.

B.3  Tính toán độ lệch chuẩn của giới hạn độ bền mỏi

Sử dụng ký hiệu trên đây, ước tính độ lệch chuẩn của t_D(N_F) theo công thức:

trong đó

P_i là phần mẫu thử bị hư hại tại biên độ ứng suất t_ai.

B.4  Ví dụ phương pháp bề mặt

Trường hợp cụ thể về các mức cách đều với số lượng bằng nhau.

Các đặc tính kỹ thuật của mẫu thử: mẫu thử làm từ thép được dán bằng keo epoxy một thành phần điển hình.

16 mẫu thử được lựa chọn ngẫu nhiên từ một mẻ sản xuất trong phòng thí nghiệm.

Các quan sát bị loại trừ: không

Bảng B.1 – Ví dụ về dữ liệu

Chỉ số thử nghiệm (i)	Biên độ ứng suất (tai) MPa	Số lượng phá hủy	Pi
4	3,5	4	1
3	3,3	1	0,25
2	3,1	3	0,75
1	2,9	0	0
Dữ liệu thử nghiệm:	Chu kỳ thử nghiệm hư hại	NF = 106 chu kỳ
	Bước	d = 0,2MPa
	Số lượng	= 4 mỗi mức
		tm = 13 MPa

Số lượng mẫu được thử nghiệm mỗi mức: q = 4

Tổng số mẫu thử bị hư hại trước khi đạt được số chu kỳ thử nghiệm hư hại N_F: T = 8

Sản xuất mẫu thử bị hư hỏng: T/q = 2

Tính giới hạn độ bền mỏi t_d(N_F,t_m)

tức là:

và