ASTM F1575-17
Стандартный метод испытаний для определения момента текучести гвоздей при изгибе
- Стандартный №
- ASTM F1575-17
- Дата публикации
- 2017
- Разместил
- American Society for Testing and Materials (ASTM)
- состояние
- быть заменен
- ASTM F1575/F1575M-21
- Последняя версия
- ASTM F1575/F1575M-24
- сфера применения
-
Обзор стандарта и техническая база
ASTM F1575-17 — это профессиональный метод испытаний, разработанный Комитетом по крепёжным изделиям ASTM F16, специально для определения изгибающего момента текучести гвоздей в условиях статической нагрузки. Стандарт был первоначально утверждён в 1995 году, а последней пересмотренной версией является издание 2017 года, которое отражает последние разработки в теории проектирования гвоздевых соединений.
В конструкции деревянных конструкций гвозди являются наиболее распространёнными механическими крепёжными элементами, и их изгибающие характеристики напрямую влияют на несущую способность узла соединения. Теория текучести, как основная теория для проектирования поперечно нагруженных гвоздевых соединений, требует точного получения значения изгибающего момента текучести гвоздя. Разработка настоящего стандарта заполняет пробел в стандартизированном испытании характеристик изгиба гвоздей и обеспечивает надежную основу для инженерного проектирования и контроля качества.
Анализ основных терминов и определений
Стандарт разъясняет несколько ключевых терминов, и глубокое понимание этих концепций имеет решающее значение для правильного проведения испытания:
Термин Определение Инженерное значение Момент текучести при изгибе Значение момента, соответствующее пересечению кривой зависимости нагрузки от деформации и прямой линии с начальным касательным модулем, смещенным на 5% от диаметра гвоздя Критическая точка, в которой гвоздь начинает подвергаться пластической деформации Пропорциональная предельная нагрузка Значение нагрузки, при котором кривая деформации нагрузки начинает отклоняться от исходной прямой линии Предельное состояние упругого поведения материала Деформация вала Валы с механическими деформациями, такими как кольцевые канавки, зазубрины или спиральные канавки Конструктивная разработка для повышения сопротивления выдергиванию Полностью деформированный вал Деформация по всему валу Оптимизированное общее сопротивление выдергиванию Частично деформированный вал Валы, содержащие как гладкие, так и деформированные участки Баланс между простотой установки и сопротивлением выдергиванию Краткое описание принципа и метода испытания
В Метод испытания, принятый в настоящем стандарте, основан на принципе трехточечного изгиба. К образцу гвоздя прикладывается поперечная изгибающая нагрузка с постоянной скоростью деформации. В ходе испытания регистрируется зависимость нагрузки от деформации и строится кривая «нагрузка-деформация» для определения момента текучести при изгибе.
Ключевыми параметрами испытания являются: расстояние между цилиндрическими опорными точками (sbp), скорость нагружения (rL=0,25 дюйма/мин), расчет смещения (5% от диаметра гвоздя) и т. д. Стандартизация этих параметров обеспечивает сопоставимость и повторяемость результатов испытания.
Требования к оборудованию и конфигурация прибора
Точность и надежность испытательного оборудования напрямую влияют на качество результатов. Стандарт устанавливает четкие требования к испытательному устройству:
Тип оборудования Технические требования Требования к калибровке Испытательная машина Постоянная скорость движения, точность ±1% Соответствует стандарту ASTM E4: Цилиндрическая опорная точка диаметром 0,375 дюйма, свободно вращающаяся, без деформации, жесткая опора; Цилиндрическая точка нагружения диаметром 0,375 дюйма, без деформации при контакте с образцом; Регистрирующее устройство с разрешением деформации 0,001 дюйма; Одновременная регистрация нагрузки и деформации; Подготовка образцов и характеристики измерений; Выбор и обработка образцов имеют решающее значение для успешного испытания. Стандарт содержит подробные требования к подготовке образцов для различных типов гвоздей: Принцип выборки: Случайным образом выбрать не менее 15 образцов, чтобы представить совокупность производственного процесса. Это числовое требование основано на статистических принципах для обеспечения достаточной уверенности в результатах испытаний. Измерение диаметра:Для различных типов гвоздей места измерений четко указаны:
- Гвозди с гладким стержнем: Посередине стержня
- Гвозди с частично деформированным стержнем: Гладкий участок между шляпкой гвоздя и переходной зоной
- Гвозди с полностью деформированным стержнем: Измеряется с помощью образца производственной проволоки
Все измерения диаметра должны быть точными до 0,001 дюйма и не должны проводиться по покрытиям или следам зажима.
Процедура испытания и инструкции по эксплуатации
Стандартизированное выполнение процедуры испытания является основой для получения надежных данных. Основные этапы включают в себя:
Установка испытания: Определите расстояние между точками опоры (sbp) на основе диаметра гвоздя. Обратитесь к Таблице 1 стандарта для конкретных значений. Стандарт предусматривает исключения для гвоздей специальной длины, но они должны быть подробно описаны в отчете.
Конфигурация нагрузки: Различные типы гвоздей требуют различных конфигураций нагрузки:
- Гладкие и полностью деформированные гвозди: точка нагрузки расположена посередине между опорами.
- Частично деформированные гвозди: Переходная зона расположена как можно ближе к середине опор.
Контроль нагрузки: Использовалась постоянная скорость деформации 0,25 дюйма/минуту. Эта скорость была установлена на основе эмпирического значения одного диаметра гвоздя в минуту. Европейские исследования показали, что небольшие изменения скорости оказывают незначительное влияние на свойства материала.
Расчёт результатов и обработка данных
Момент текучести рассчитывался методом смещения: начальный прямолинейный участок кривой «нагрузка-деформация» смещался на 5% от диаметра стержня. Нагрузкой текучести считалась нагрузка, соответствующая точке пересечения кривой. Формула расчёта:
My = P × sbp / 4
Где P — испытательная нагрузка, sbp — расстояние между опорами.
Предел текучести при изгибе Fyb рассчитывается по следующей формуле:
Fyb = My / S
Где S — эффективный модуль упругости пластического сечения, для круглого стержня с гвоздями S = D³/6.
Требования к отчету об испытаниях
Полный отчет об испытаниях должен включать следующую информацию:
Данные испытаний Кривая нагрузка-деформация или запись максимальной нагрузки Прослеживаемость результатов Описание образца Физические параметры, такие как диаметр и характеристики деформации Целостность элементов образца Условия испытаний Скорость нагружения, расположение точки опоры, и т. д. Воспроизводимость условий испытания Статистические данные Единичные и усредненные точки данных испытания Статистический анализ результатов Развитие технологий и разработка стандартов
ASTM С момента своей первой публикации в 1995 году стандарт F1575 претерпел многочисленные изменения и усовершенствования. Издание 2017 года включает в себя следующие основные обновления:
- Добавление Декларации о соответствии принципам ВТО/ТБТ
- Обновленная терминология для большей точности и строгости
- Усовершенствованные методы испытаний некоторых гвоздей с деформированным стержнем
- Оптимизированные требования к расчету и отчетности результатов
Эти изменения отражают достижения в технологии производства гвоздей и методах испытаний, обеспечивая согласованность между стандартом и инженерной практикой.
Рекомендации по инженерному применению и практике
На основании данных о моменте текучести при изгибе, полученных в результате испытаний по настоящему стандарту, в инженерной практике следует отметить следующие ключевые моменты:
Применение при проектировании:Результаты испытаний напрямую используются в расчетах теории текучести для определения проектной несущей способности соединений гвоздей с боковой нагрузкой. Проектировщикам следует выбирать подходящий коэффициент запаса прочности, исходя из фактических условий применения.
Контроль качества:Производителям следует разработать программу регулярной проверки для обеспечения стабильных характеристик изгиба изделий. Для критически важных инженерных применений рекомендуется увеличить частоту испытаний и количество образцов.
Внедрение стандарта: Рекомендуется, чтобы пользователи полностью изучили принципы испытаний и требования к оборудованию перед использованием настоящего стандарта, а также при необходимости проводили обучение персонала и калибровку оборудования для обеспечения точности и надежности результатов испытаний.
Строгое соблюдение стандарта ASTM F1575-17 может обеспечить надежную техническую основу для проектирования гвоздевых соединений в деревянных конструкциях, обеспечивая безопасность и долговечность конструкции.
ASTM F1575-17 История
- 2024 ASTM F1575/F1575M-24 Стандартный метод испытаний для определения момента текучести при изгибе гвоздей, шипов и резьбовых креплений дюбельного типа
- 2021 ASTM F1575/F1575M-21 Стандартный метод испытаний для определения момента текучести гвоздей при изгибе
- 2017 ASTM F1575-17 Стандартный метод испытаний для определения момента текучести гвоздей при изгибе
- 2003 ASTM F1575-03(2013) Стандартный метод испытаний для определения момента текучести гвоздей при изгибе
- 2003 ASTM F1575-03(2008) Стандартный метод испытаний для определения момента текучести гвоздей при изгибе
- 2003 ASTM F1575-03 Стандартный метод испытаний для определения момента текучести гвоздей при изгибе
- 2002 ASTM F1575-02 Стандартный метод испытаний для определения момента текучести гвоздей при изгибе
- 2001 ASTM F1575-01 Стандартный метод испытаний для определения момента текучести гвоздей при изгибе
- 1995 ASTM F1575-95 Стандартный метод испытаний для определения момента текучести гвоздей при изгибе
стандарты и спецификации
ASTM F1575-03(2008 Стандартный метод испытаний для определения момента текучести гвоздей при изгибе ASTM F1575-03(2013 Стандартный метод испытаний для определения момента текучести гвоздей при изгибе ASTM F1575-03 Стандартный метод испытаний для определения момента текучести гвоздей при изгибе ASTM F1575-95 Стандартный метод испытаний для определения момента текучести гвоздей при изгибе ASTM F1575-02 Стандартный метод испытаний для определения момента текучести гвоздей при изгибе ASTM F1575-01 Стандартный метод испытаний для определения момента текучести гвоздей при изгибе ASTM F1575/F1575M-21 Стандартный метод испытаний для определения момента текучести гвоздей при изгибе ASTM F1575/F1575M-24 Стандартный метод испытаний для определения момента текучести при изгибе гвоздей, шипов ONORM EN 409-1993 Деревянные конструкции. Методы испытаний. Определение момента текучести крепежа дюбельного типа. Гвозди
© 2025. Все права защищены.