CTOD TEST (Crack Tip Opening Displacement)

Il CTOD Test determina la tenacità a frattura del materiale in presenza di una cricca.
Nel caso di provini a flessione in tre punti, provini SENB, le dimensioni del provino possono essere BxB o Bx2B e la lunghezza provino è uguale a 4.6W (B indica lo spessore e W la larghezza).
Il provino per il CTOD Test presenta un intaglio meccanico necessario a favorire l’innesco di una cricca ottenuta, al termine delle lavorazioni meccaniche, sollecitando a fatica il campione stesso (precriccatura).
La precriccatura serve a creare una cricca naturale con un raggio di fondo intaglio il più acuto possibile.
La prova viene effettuata applicando un carico crescente nel tempo con una velocità di applicazione del carico inferiore ad un valore massimo prefissato dalla norma (velocità di incremento del fattore di intensificazione degli sforzi K espressa in MPa √m/s).Durante il CTOD Test si acquisisce il carico applicato in funzione dello spostamento misurato all’apertura dell’intaglio. Generalmente la prova viene interrotta quando si è superato il carico massimo (Pmax).

Prova di CTOD Test

DAL CTOD TEST si possono ottenere i seguenti grafici:

Grafici caratteristici forza vs. spostamento all’apice della cricca ottenibili dal CTOD Test (riferimento BS7448-1:1991)

CMOD e fracture toughness

Si calcola a_o con la seguente formula:
a_o = [(a₁+a₉)/2 + a₂ + a₃ + a₄ + a₅ + a₆ + a₇ + a₈]/8

Il valore di CTOD determinato è composto da due componenti, una elastica (d_el) ed una plastica (d_pl) ed è espresso in mm.

Se le condizioni ed i limiti imposti dalla norma sono rispettati, il valore di CTOD ottenuto è considerato valido.

Principali norme di riferimento per IL CTOD TEST (crack tip opening displacement)

BS 7448-1 Fracture mechanics toughness tests-Method for determination of KIc, critical CTOD and critical J values of metallic materials

BS 7448-2 Fracture mechanics toughness tests-Method for determination of KIc, critical CTOD and critical J values of welds in metallic materials

ISO 12135 Metallic materials – Unified method of test for the determination of quasistatic fracture toughness

ISO 15653 Metallic materials – Method of test for the determination of quasistatic fracture toughness of welds

ASTM E1820 Standard Test Method for Measurement of Fracture Toughness