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20 mm
图 D.2 测 定 轨 底 表 面 纵 向
残 余 应 力 锯 切 部 位 和 宽
度
61
GB/T 2585—2021
附 录 E
(规范性附录)
钢轨平面应变断裂韧性(KIc) 试验方法
E.1 试验方法
除本标准中的规定外，该项试验的其余内容均应按 GB/T4161 执行。
E.2 试样
E.2.1 试样取自钢轨横断面，其位置见图 E.1。
E.2.2 试样的厚度 B=25 mm,宽度W=40mm。 试样所有其他尺寸见GB/T 4161。
单位为毫米
说明：
B—— 试样厚度；
W—— 试样宽度。
图 E.1 断裂韧性试样的取样部位
E.3 试验数量
对每个样轨至少取五个试样进行试验。
E.4 试验条件
E.4.1 在温度为15℃~20℃,应力比大于0,小于+0. 1,载荷频率范围为15
Hz～120 Hz 的条件下预
制疲劳裂纹。预制裂纹最终长度与试样宽度比为0.45～0.55,裂纹在扩展到最终1.25
mm 时的最大应
力强度因子(Kmax) 应在18 MPa ·m¹/²~22 MPa ·m¹/范围内。
E.4.2
用控制位移方式对单边缺口三点弯曲试样加载，三点弯曲试样的加载跨距(S)
为试样宽度(W)
的 4 倍 。
GB/T 2585—2021
E.4.3 试验温度为 -
20℃±2℃,可用点焊到试样上的非珠形热电偶测量试样温度，位置见图 E.2。 为
避免裂纹前部弯曲，采用GB/T 4161 中规定的人字缺口。
单位为毫米
图 E.2 热电偶在断裂韧性样上的放置位置
E.5 试验数据分析
E.5.1 Ka 值按 GB/T 4161 中的规定进行计算。除 E.5.2～E.5.6
的要求外，应按 GB/T 4161 确定
KIc 是否有效。
E.5.2 在与95%的割线相交以前未发生 pop-in时，PMAx/P。
应小于1.10。对其他类型的曲线不规定
PMAx/Pa 的标准。
E.5.3 载荷- 裂纹张开曲线 Ia 、Ib 、Ⅱa 、Ⅲ 型(见图 E.3)
的线性度按下述方法检验：
-—在恒定载荷0.8P。 作用下，测切线OA 与载荷-裂纹张开曲线之间的距离(V₁);
——在恒定载荷 Pa 作用下，测切线OA 与载荷-裂纹张开曲线之间的距离(V)。
当V≤0.25 V时试验结果有效。
E.5.4 载荷-裂纹张开曲线Ⅱb 、Ⅱc ( 见 图 E.3)
的线性度按下述方法检验：
——在恒定载荷0.8Pa 和 Pa 的作用下，分别测切线OA
与荷载-裂纹张开曲线之间的距离，并分 别记作V₁ 和 V*;
——测量由载荷达到P、 时出现的各次 pop-in引起的裂纹张开值，通过测量每次
pop-in 开始与结
束之间沿裂纹张开轴扩展的水平距离获得。将0.8P。 以下曲线发生 pop-in
的值和0.8Pa 与
Pa 之间曲线发生pop-in的值累加起来，并分别记为2V 和\
当[Vi- ∑Vipi]≤0.25[V*- (2Vp+ ∑Vimi)] 时，试验结果有效。
GB/T 2585—2021
图 E.3 载荷-裂纹张开曲线
E.5.5 线性度判据不适用于IV型载荷-裂纹张开曲线。
E.5.6 对所有载荷-裂纹张开曲线均应进行K
。值的有效验证，即试样厚度(B) 和裂纹长度(a) 应等于
或大于2.5(K。/σ,)²,这里的σ,是在断裂试验温度为-20℃时的屈服强度σ0.2。
E.6 试验报告
计算试验结果和说明试验过程中规定的条件时所需要的所有测量值均应加以记录。
应报告所有试验结果，包括 K₁ c 或者K 或者K。。 这里 Ka
是那些仅仅不能满足下列条件之一
或以上的K。 值 ：
a) PMAx/Pα>1. 1;
b) 超过2.5(Ka/σ,)² 的判据；
c) 不符合裂纹张开位移与载荷的关系。
Kic 及 K 的平均值和标准偏差均应按表 E.1 规定的内容进行记录。
表 E.1 K₁c 及 Ko 的平均值和标准偏差记录表
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GB/T 2585—2021
用于验收的应是最少5个Kc 的平均值。当不能获得5个Kc
值时，作为验收用的Kic 平均值应
包括K ,在这些结果中试验数量应不少于10个。
所有 Kic 或 K 值应满足7.14的规定。
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