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引伸計(jì)在金屬拉力試驗(yàn)中的作用

發(fā)布時(shí)間:2012/5/23 11:08:07閱讀人數(shù):7586

引伸計(jì)在金屬拉力試驗(yàn)中的作用:由于金屬材料與塑料的性能相差很大,其屈服的定義也有所不同。如金屬材料定義有屈服、上屈服、下屈服的概念。而塑料只定義有屈服的概念。另外,金屬材料的屈服強(qiáng)度一定小于極限強(qiáng)度,而塑料的屈服可能小于極限強(qiáng)度,也可能等于極限強(qiáng)度(兩者在曲線上為同一點(diǎn))。由于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的不熟悉,往往在試驗(yàn)結(jié)果的輸出方面產(chǎn)生一些不應(yīng)有的錯(cuò)誤,如將塑料的屈服概念(上屈服)作為金屬材料的屈服概念(一般為下屈服)輸出,或?qū)o(wú)屈服的金屬材料的強(qiáng)度按塑料的屈服強(qiáng)度定義類(lèi)推作為金屬材料屈服值輸出,產(chǎn)生金屬材料屈服值與值一致的笑話。
    2、將非比例應(yīng)力與屈服混為一談

   雖然非比例應(yīng)力與屈服都是反應(yīng)材料彈性階段與塑性階段的過(guò)渡狀態(tài)的指標(biāo),但兩者有著本質(zhì)的不同。屈服是材料固有的性能,而非比例應(yīng)力是通過(guò)人為規(guī)定的條件計(jì)算的結(jié)果,當(dāng)材料存在屈服點(diǎn)時(shí)是無(wú)需求取非比例應(yīng)力的,只有材料沒(méi)有明顯的屈服點(diǎn)時(shí)才求取非比例應(yīng)力。部分試驗(yàn)人員對(duì)此理解不深,以為屈服點(diǎn)、上屈服、下屈服、非比例應(yīng)力對(duì)每一個(gè)試驗(yàn)都存在,而且需全部求取。

   3、將具有不連續(xù)屈服的趨勢(shì)當(dāng)作具有屈服點(diǎn)

   國(guó)標(biāo)對(duì)屈服的定義指出,當(dāng)變形繼續(xù)發(fā)生,而力保持不變或有波動(dòng)時(shí)叫做屈服。但在某些材料中會(huì)發(fā)生這樣一種現(xiàn)象,雖然變形繼續(xù)發(fā)生,力值也繼續(xù)增大,但力值的增大幅度卻發(fā)生了由大到小再到大的過(guò)程。從曲線上看,有點(diǎn)象產(chǎn)生屈服的趨勢(shì),并不符合屈服時(shí)力值恒定的定義。正如在第三類(lèi)影響中提到的,由于對(duì)“力值恒定”的條件沒(méi)有定量指標(biāo)規(guī)定,這時(shí)經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生這一現(xiàn)象是否是屈服,屈服值如何求取等問(wèn)題的爭(zhēng)論。

   綜上所述,屈服值在材料力學(xué)性能試驗(yàn)中有著非常重要的作用,但同時(shí)在求取時(shí)又面臨著許多問(wèn)題,因此無(wú)論是國(guó)標(biāo)的制定部門(mén),還是試驗(yàn)機(jī)的研發(fā)生產(chǎn)廠商、試驗(yàn)機(jī)的使用部門(mén),都應(yīng)從各自的角度出發(fā),努力解決所存在的問(wèn)題,才能實(shí)現(xiàn)屈服點(diǎn)的準(zhǔn)確、快速、方便的求取,為材料的安全使用創(chuàng)造良好的條件。微機(jī)控制電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)使用說(shuō)明

三、對(duì)試驗(yàn)機(jī)和引伸計(jì)的要求
1、試驗(yàn)機(jī)應(yīng)符合GB/ T16825 - 1997 規(guī)定的準(zhǔn)確度級(jí),并按照該標(biāo)準(zhǔn)要求檢驗(yàn)。
2、測(cè)定各強(qiáng)度性能均應(yīng)采用1 級(jí)或優(yōu)于1 級(jí)準(zhǔn)確度的試驗(yàn)機(jī)。
3、引伸計(jì)是測(cè)延伸用的儀器。應(yīng)把引伸計(jì)看成是一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)(包括位移傳感器、記錄器和顯示器) 。

4、引伸計(jì)應(yīng)符合GB/ T12160 - 2002 規(guī)定的準(zhǔn)確度級(jí),并按照該標(biāo)準(zhǔn)要求定期進(jìn)行檢驗(yàn)。
四、原始橫截面積的測(cè)量和計(jì)算值

1、測(cè)量部位和方法

(1) 對(duì)于圓形橫截面的試樣,在其標(biāo)距的兩端及中間三處橫截面上相互垂直的兩個(gè)方向測(cè)量直徑,取其平均直徑計(jì)算面積,取三處測(cè)得的*小值為試樣的原始橫截面積
2、原始橫截面積的計(jì)算值
因?yàn)樵紮M截面積數(shù)值是中間數(shù)據(jù),不是試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù),所以,如果必須要計(jì)算出原始橫截面積的值時(shí),其值至少保留4 位有效數(shù)字。計(jì)算時(shí),常數(shù)π應(yīng)至少取4 位有效數(shù)字。
五、原始標(biāo)距的標(biāo)記
試樣比例標(biāo)距的計(jì)算值應(yīng)修約到*接近5mm的倍數(shù),中間數(shù)值向較大一方修約,標(biāo)記原始標(biāo)距的準(zhǔn)確度應(yīng)在±1 %以內(nèi)。由于標(biāo)記試樣標(biāo)距裝置的檢驗(yàn)尚無(wú)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),因此,建議試驗(yàn)室應(yīng)自行檢查其準(zhǔn)確度。可以用小沖點(diǎn)、細(xì)劃線或細(xì)墨線做標(biāo)記,標(biāo)記應(yīng)清晰,試驗(yàn)后能分辨,不影響性能的測(cè)定。對(duì)于帶頭試樣,原始標(biāo)距應(yīng)在平行長(zhǎng)度的居中位置上標(biāo)出。
六、上屈服強(qiáng)度ReH和下屈服強(qiáng)度ReL的測(cè)定

(1) 圖解方法(包括自動(dòng)方法) 
引伸計(jì)標(biāo)距應(yīng)≥1/ 2 L o 。引伸計(jì)和試驗(yàn)機(jī)應(yīng)不劣于1 級(jí)準(zhǔn)確度。試驗(yàn)速率按13. 1 和13. 2 的要求。記錄力-延伸曲線或力-位移曲線,或采集力-延伸(位移) 數(shù)據(jù),直至超過(guò)屈服階段。按照定義在曲線上判定上屈服力和下屈服力的位置點(diǎn),判定下屈服力時(shí)要排除初始瞬時(shí)效應(yīng)的影響。

上、下屈服力判定的基本原則如下
:
①屈服前的個(gè)峰值力(個(gè)極大力) 判為上屈服力,不管其后的峰值力比它大或小。

②屈服階段中如呈現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的谷值力,舍去個(gè)谷值力(個(gè)極小值力) ,取其余谷值力中之*小者判為下屈服力。如只呈現(xiàn)一個(gè)下降谷值力,此谷值力判為下屈服力。

屈服階段中呈現(xiàn)屈服平臺(tái),平臺(tái)力判為下屈服力。如呈現(xiàn)多個(gè)而且后者高于前者的屈服平臺(tái),判個(gè)平臺(tái)力為下屈服力。
④正確的判定結(jié)果應(yīng)是下屈服力必定低于上屈服力。

七、規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度Rp 的測(cè)定
常規(guī)平行線方法:此方法僅適用于具有彈性直線段的材料測(cè)定Rp ,使用的試驗(yàn)機(jī)和引伸計(jì)均應(yīng)不劣于1 級(jí)準(zhǔn)確度,引伸計(jì)標(biāo)距≮1/ 2 L o ,試驗(yàn)時(shí)彈性應(yīng)力速率按標(biāo)準(zhǔn)中的表4 要求,在進(jìn)入塑性范圍和直至Fp 應(yīng)變速率不超過(guò)0. 002 5/ s。試驗(yàn)時(shí),記錄力-延伸曲線或采集力-延伸數(shù)據(jù),直至超過(guò)Rp對(duì)應(yīng)的力Fp 。在記錄得到的曲線圖上圖解確定規(guī)定非比例延伸力Fp ,進(jìn)而計(jì)算Rp 。

八、抗拉強(qiáng)度Rm 的測(cè)定

1、圖解方法(包括自動(dòng)方法):圖解方法要求試驗(yàn)機(jī)不劣于1 級(jí)準(zhǔn)確度,引伸計(jì)為不劣于2 級(jí)準(zhǔn)確度,引伸計(jì)標(biāo)距不小于試樣標(biāo)距的一半,試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)變速率不超過(guò)0. 008/ s (相當(dāng)于兩夾頭分離速率0. 48 L c/ min) 。

2、試驗(yàn)時(shí),記錄力-延伸曲線或力-位移曲線或采集相應(yīng)的數(shù)據(jù)。在記錄得到的曲線圖上按定義判定力。
3、對(duì)于連續(xù)屈服類(lèi)型,試驗(yàn)過(guò)程中的力判為力Fm ;
4、對(duì)于不連續(xù)屈服類(lèi)型,過(guò)了屈服階段之后的力判為力Fm ,由力計(jì)算抗拉強(qiáng)度Rm 。

九、斷后伸長(zhǎng)率A 的測(cè)定

(1)人工方法:試驗(yàn)前在試樣平行長(zhǎng)度上標(biāo)記出原始標(biāo)距(誤差≤±1 %) 和標(biāo)距內(nèi)等分格標(biāo)記(一般標(biāo)記10 個(gè)等分格) 。試驗(yàn)拉斷后,將試樣的斷裂處對(duì)接在一起,使其軸線處于同一直線上,通過(guò)施加適當(dāng)?shù)膲毫σ允箤?duì)接嚴(yán)密。用分辨力不劣于0. 1mm 的量具測(cè)量斷后標(biāo)距,準(zhǔn)確到±0. 25mm 以內(nèi)。

1、建議:斷后標(biāo)距的測(cè)量應(yīng)讀到所用量具的分辨力,數(shù)據(jù)不進(jìn)行修約,然后計(jì)算斷后伸長(zhǎng)率。
2、如果試樣斷在標(biāo)距中間1/ 3 L o 范圍內(nèi),則直接測(cè)量?jī)蓸?biāo)點(diǎn)間的長(zhǎng)度
;
3、如果斷在標(biāo)距內(nèi),但超出中間1/ 3 L o 范圍,可以采用移位方法(見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)中附錄F)測(cè)定斷后標(biāo)距。

4、如果斷在標(biāo)距外,而且斷后伸長(zhǎng)率未達(dá)到規(guī)定*小值,則結(jié)果無(wú)效,需用同樣的試樣重新試驗(yàn)。

(2)圖解方法(包括自動(dòng)方法)  用引伸計(jì)系統(tǒng)記錄力-延伸曲線,或采集力-延伸數(shù)據(jù),直至試樣斷裂。讀取或判讀斷裂點(diǎn)的總延伸,扣除彈性延伸部分后得到的非比例延伸作為斷后伸長(zhǎng)。扣除的方法是,過(guò)斷裂點(diǎn)作平行于曲線的彈性直線段的平行線交于延伸軸,交點(diǎn)即確定了非比例延伸,見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)中的圖1。

1、引伸計(jì)的標(biāo)距應(yīng)等于試樣的原始標(biāo)距,可以不在試樣上標(biāo)出原始標(biāo)距(但建議標(biāo)出) 。
2、建議,當(dāng)斷后伸長(zhǎng)率< 5 %時(shí),使用不劣于1 級(jí)引伸計(jì); ≥5 %時(shí),使用不劣于2 級(jí)引伸計(jì)。
十、力總伸長(zhǎng)率Agt和力非比例伸長(zhǎng)率Ag 的測(cè)定:

 (1) 圖解方法(包括自動(dòng)方法):
1、引伸計(jì)標(biāo)距應(yīng)等于或近似等于試樣標(biāo)距。
2、建議:當(dāng)力總延伸率< 5 %時(shí),使用不劣于1 級(jí)引伸計(jì); ≥5 %時(shí),使用不劣于2 級(jí)引伸計(jì)。試驗(yàn)時(shí)紀(jì)錄力-延伸曲線或采集力-延伸數(shù)據(jù),直至超過(guò)力點(diǎn)。取力點(diǎn)的總延伸計(jì)算A gt 。
3、從力總延伸中扣除彈性延伸部分得到非比例延伸,扣除的方法見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)中的圖1 所示。用得到的非比例延伸計(jì)算A g 。當(dāng)曲線在力呈現(xiàn)一平臺(tái)時(shí),應(yīng)以平臺(tái)的中點(diǎn)作為力點(diǎn),見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)中的圖1 。
十一、斷面收縮率Z 的測(cè)定 :

1、圓形橫截面試樣斷面收縮率的測(cè)定
圓形橫截面試樣拉斷后縮頸處*小橫截面并不一定為圓形橫截面形狀,但測(cè)定的方法基礎(chǔ)是建立在假定為圓形橫截面形狀上。這樣,以測(cè)定試樣原始橫截面積與斷裂后縮頸處*小橫截面積之差與原始橫截面積之比計(jì)算斷面收縮率。
2、矩形橫截面試樣斷面收縮率的測(cè)定
按定義測(cè)定,但測(cè)定試樣斷后*小橫截面積的方法,是基于一種假設(shè)模型并作近似處理,即假定矩形橫截面四個(gè)邊為拋物線型,它的等效橫截面積粗略近似為
十二、斷裂總伸長(zhǎng)率At 的測(cè)定
1、僅采用圖解方法(包括自動(dòng)方法) 。
2、引伸計(jì)標(biāo)距應(yīng)等于試樣標(biāo)距。
3、建議:若斷裂總延伸率< 5 %時(shí),使用不劣于1 級(jí)引伸計(jì); ≥5 %時(shí),使用不劣于2 級(jí)引伸計(jì)。
4、試驗(yàn)時(shí)記錄力-延伸曲線或采集力-延伸數(shù)據(jù),直至斷裂。以斷裂點(diǎn)的總延伸計(jì)算A t 。

原創(chuàng)作者:上海湘杰儀器儀表科技有限公司

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