冲击试验试样简易定位装置

缺口冲击是检验材料韧性的主要手段。试验要求缺口对中偏差不大于±0.2mm,对中超差将影响测试的准确性。老式冲击试验机一般无缺口对中装置,试样对中大部分采用对中样板手工操作,效率低精度也差,对试验速度有一定要求的低温冲击及试验数量大时很不适用。现介绍一种我们设计制作的端面试样定位装置,它可以很方便地安装于JB30型冲击试验机上,实现试样的快速准确定位而不影响测试结果。     

冲击试验试样定位器

国标GB/T229—1994中7.5条规定“试样缺口对称面应位于两支座对称面上,其偏差不应大于0.5mm”.但由于一般国产冲击试验机没有试样缺口自动定位装置,要将试样缺口在支座上准确放置只能利用“跨距样板”手工放置,因此放置试样耗时较长,效率较低.特别在高温或低温冲击试验中,试样从介质中移出至打击的时间根本无法满足标准中7.10条“必须在3～5s内打断试样”的规定.为满足标准中7.10条的要求,必须压缩放置试样时间,采用试样定位器是一种有效的方法.定位器的作用是当放置试样时能使试样准确定位,而冲击时又不与试样接触以不改变原受力状态.定位器如图1所示,活动基座上有两个前定位块和两个后定位块,它们作用是防止定位杆与试样支座或冲击试验机摆锤座壁直接发生碰撞.活动基座钻两个孔,两条导向杆分别从中穿过,使活动基座能在导向杆轴向上往复运动.定位杆(图2)用旧千分尺改制,将其螺纹部分截短,测量端磨尖.定位杆采用千分尺的目的是高、低温试验时能对试样膨胀量进行补偿.拉力电磁铁接冲击试验机“冲击”开关时,拉力电磁铁接通,将活动基座往后拉,当“冲击”开关断开时,活动基座在弹簧的作用下恢复原位.     

大小试样冲击功比值变化规律的研究

通过夏比Ｖ型缺口冲击试验，研究了结构钢小尺寸试样的冲击功与标准试样冲击功的比值在系列温度冲击试验中的变化规律，并述评了用等效比值数确定小尺寸试样冲击功指标的问题。     

GB/T 229-2007关于夏比V型缺口冲击试样几何参数的规定及其加工方法

现行的冲击试验标准GB/T 229-2007,对夏比V型缺口冲击试样几何参数的规定较1994年颁发的旧标准GB/T 229—1994变化较大,通过将新标准、旧标准以及美标ASTM E23—02a对冲击试样几何参数的规定进行对比分析,认为GB/T 229-2007相比GB/T 229-1994对夏比V型缺口冲击试样几何参数的放宽和规定更加科学、合理。另外还对目前夏比V型缺口冲击试样的几种加工方法进行了比较分析,认为组合机床是冲击试样加工设备的发展方向。     

冲击试样尺寸与韧-脆转变过程的试验研究

对标准试样和辅助小尺寸试样与冲击功之间的变化规律进行了试验和研究。结果表明，缺口形状相同而宽度不同的同一种材料的冲击试样，采用所确定的不同试样宽度的试验温度关系式，可使辅助小尺寸试样和标准试样的冲击试验数据直接换算，这对薄型材料的冲击试验具有重要的实用价值。     

金属材料夏比冲击试样V型缺口的测量精度

金属材料夏比冲击试样V型缺口测量不规范导致冲击试验测试值严重失准,比例图形绘制的精度及正确画法是保证冲击试样尺寸和形状完全满足GB/T229-2007规定的重要手段,因此要严格控制夏比冲击试样V型缺口的测量精度,用于缺口投影仪检验缺口质量和加工精度的标准公差带图形的绘制要统一标准。     

标准冲击试样在摆锤冲击试验检定中的应用

通过比较夏比V型缺口标准冲击试样和弧形标准冲击试样在不同工况下的检定结果,研究不同类型的标准冲击试样在摆锤冲击试验机间接检定过程中的适用性。对比分析摆锤冲击试验机的整机刚性、地基情况以及仪器化冲击试验机实验曲线的特征参数,结果表明使用夏比V型缺口标准冲击试样进行间接检定更加科学合理。     

金属夏比试样V型缺口尺寸的简易测量法

新国标GB/T229—1994《金属夏比缺口冲击试验方法》对标准夏比V型缺口试样的整角度、半角度、根部半径的偏差做了明确的规定.由于缺口尺寸的超差,就会严重地影响试验结果,只有保证缺口尺寸在正、负偏差之中,才能得到正确的冲击吸收功.为了准确、快速地测量缺口尺寸,可以利用一只废手工锯条,剪成一个长的,一个短的.对长的要制成正偏差样板,为47°角,根部半径R0.275mm.对短的要制成负偏差样板,为43°角,根部半径RO.225mm.制做样板时,如图1.首先用细砂轮分别把这两只锯条磨成一个略大于47°角,另一个略大于43°角.然后,用精磨油石一边磨,一边标定角度和半径.最后,用细金相砂纸铺垫玻璃再磨,提高了光洁度,保证了样板实际尺寸的精确.对于这两只样板要选用精度较高的设备进行标定.试作整角度与根部半径的测量:用正偏差样板,插入试样缺口根部,存在间隙认为尺寸大于正偏差值,就为不合格.无间隙认为在正偏差中,试样为合格.不能插入到根部,缺口角度为小于正偏差值,但是,不可超出负偏差极限,认为合格.用负偏差样板,插入试样缺口根部,无间隙认为     

金属夏比V型缺口标准试样的研制

介绍了金属夏比V型缺口标准试样的研制原理,采用40CrNiMo制做了低能量和中能量两个能量级的标准试样,并在国家基准冲击试验机上进行试验。结果表明,低能量标准试样的平均冲击值为24.84 J,标准偏差为1.4 J,半年稳定性为0.7%;中能级标准块的平均冲击值为97.51 J,相对标准偏差为3.0%,半年稳定性为0.8%,符合国家标准GB/T 18658-2002要求,实现了冲击能基准量值传递的目标。同时分析了冲击试样加工工艺及其形貌、相结构对冲击能量值的影响。     

用万能工具显微镜检验V型缺口冲击试样的形状及尺寸

利用万能工具显微镜对Ｖ型缺口冲击试样的形状及尺寸进行检查，并以此数据指导Ｖ型缺口拉床的调整，加工出合格的试样。     

冲击试样缺口投影仪标准比对样板缺口半径的校准方法及测量不确定度分析

针对金属材料冲击试验缺口加工中冲击试样缺口投影仪的计量现状,介绍了冲击试样缺口投影仪的结构和标准比对样板V形、U形缺口圆弧半径的技术要求,并提出了冲击试样缺口投影仪标准比对样板详细的测量标准设备和校准方法并做测量不确定度分析,实现了冲击试样缺口投影仪标准比对样板缺口半径的量值溯源和计量校准的要求。     

金属断裂韧性与缺口试样冲击功间普遍关系与应用

从冲击功着手，推导出在常温相同断裂机制条件下，缺口试样冲击功（ＣＶＮ）和断裂韧性ＫＩＣ间普遍关系。并用回归法求出了４０ＭｎＶＴｉ微合金钢Ｋ＾２ＩＣ与夏比Ｖ型缺口试样冲击功（ＣＶＮ）间线性回归方程。     

V型缺口冲击试样尺寸公差因素的有限元分析

对照GB/T 229-2007和ASTM E23-2012c(2014)对V型缺口冲击试样的加工要求,使用有限元模拟计算方法,分析了试样尺寸公差对试样缺口处应力的影响,并利用缺口处的应力评估了尺寸公差对缺口敏感性的影响权重。结果表明:缺口底部高度和缺口角度对试样缺口敏感性的影响权重最大;试样宽度和高度的影响次之,试样长度的影响最小;相比较,ASTM E23-2012c(2014)对V型缺口冲击试样加工尺寸公差的要求比GB/T 229-2007更为合理。     

试样厚度对夏比冲击试验结果的影响

通过不同温度下的夏比摆锤冲击试验对非标准小尺寸V型缺口冲击试样的冲击吸收能量和侧膨胀值进行了分析,并结合力-位移曲线,研究了试样厚度对冲击试验结果的影响。结果表明:当试验温度高于韧脆转变温度时,冲击吸收能量与试样的横截面积有关,因此与厚度呈线性关系;而低于韧脆转变温度时,冲击吸收能量与试样厚度之间没有明显关系;试样的侧膨胀值、剪切断面率与厚度之间没有直接联系。随着试样厚度的减小,不稳定裂纹扩展起始力越来越小,从而导致冲击吸收能量减小。厚度越大试样吸收的能量越多,冲击过程中所受到的最大力也越大。     

冲击试样顶针孔及其深度对冲击吸收能量的影响

HGCJ-20型棒材拉伸-冲击试样加工中心可实现冲击试样的一步加工成型,为保持冲击试样的对中性和固定性,需要在其一端钻顶针孔。通过对不同钻孔后的冲击标准试样以及42CrMo钢和Q235H钢的冲击加工试样进行冲击试验,对比研究了顶针孔及其深度对冲击试样冲击吸收能量测试值的影响以及采用HGCJ-20型棒材拉伸-冲击试样加工中心与传统加工工艺对冲击试样冲击吸收能量测试值的影响。结果表明:对于42CrMo钢和Q235H钢,采用新型加工中心加工的顶针孔深度为5mm的冲击试样的冲击吸收能量实测平均值和采用传统工艺加工的冲击试样的一致;对于冲击标准试样和Q235H钢冲击加工试样,当冲击试样一端无顶针孔或顶针孔深度不大于8mm时,冲击试样的冲击吸收能量实测平均值较稳定,在正常范围(110～120J)波动;当顶针孔深度达到9mm并高于该数值时,冲击试样冲击吸收能量实测平均值普遍低于正常范围。     

冲击试样缺口R的快速测定法

GB229-84《金属夏比(U型缺口)冲击试验法》明确规定,以10mm×10mm×55mm带有2mm深的U型缺口试样为标准试样,试样的缺口尺寸R=1±0.07mm。为了快速测量缺口R的尺寸,选用一根普通自行车辐条,中间部分不可挠曲,为了握持方便,将辐条两侧弯成“O”形,中间剪断,用小组锉和金相砂纸(铺垫玻璃)轻轻磨平断口,这样就做成了两支。如图1所示。 使用时,对正试样缺口,肉眼观测(用10倍放大镜观测更为理想)是否有间隙。如图2所示。因为辐条的公差尺寸是R1±0.01mm,由于试样缺口的尺寸是R1±0.07mm,所以,辐条放入缺口时,肉眼观测,基本无间隙。这样用辐条测量缺口R的尺寸,就可以满足GB229—84之规定,(在试样其它尺寸合格的情况下)能     

金属材料试样制备与力学性能试验结果的相关性 第三讲试验标准对力学性能试验试样机加工的具体要求

4 试验标准对力学性能试验试样机加工的具体要求 在正确取样的基础上，采用正确的制样方法及先进的加工设备是保证得到反映材料真实性能的试验试样的关键。     

冲击加载时CVN试样缺口前沿应变速率分布特性的数值分析

采用动态弹塑性有限元分析方法,对Charpy V型缺口(CVN)试样在冲击加载条件下缺口前沿各点的应变速率分布特性进行了研究。发现缺口前沿各点的应变速事分布足很不均匀的,并随加载时间而改变。由于应变速率对材料力学性能有直接影响,因此在分析动态解理断裂问题时,应采用“有效屈服区”中的材料应变速率值及相应的屈服极限值。     

小试样的疲劳试验及其夹具设计

实际测试工作中常有因取样条件限制而不能取到标准尺寸试样的情况,此时需要设计非标小尺寸试样来进行材料性能测定。结合用小试样在PLG-100C高频疲劳试验机上测试得到的S-N曲线讨论了试验中的两个问题。结果表明：在PLG-100C高频疲劳试验机上可进行不按GB／T3075—1982标准限定的小截面尺寸试样的有效试验;设计的过渡夹具可满足小试样在PLG-100C高频疲劳试验机上的试验要求。     

关于钢材力学性能试验试样断口厚向开裂的若干问题

针对钢铁产品力学性能试验试样(包括拉伸、弯曲、静压、冲击、落锤撕裂和断裂韧度试验试样)断口厚向开裂现象中涉及的试样断口厚向开裂的原因、试样断口分离/分层开裂如何界定,是否认定为欠缺/缺陷,船板静压大断口试验的合理性以及钢材的合乎使用性等若干问题进行了讨论分析,提出了一些新的观点和建议。