金属材料室温拉伸试验新旧国家标准的对比分析

从试验前要求、拉伸试验机数据采样频率、试样表面粗糙度、试样原始横截面积测定、比例试样原始标距的计算修约、试验速率和控制方式、上下屈服强度的判定以及数值修约等方面对金属材料室温拉伸试验新、旧国家标准(GB/T 228.1-2010和GB/T 228-2002)进行了对比分析,并着重对新标准中的部分修订内容进行探讨分析,旨在加深质检部门、企业及相关部门对新标准的理解和应用。     

金属圆棒试样室温下高应变速率拉伸试验浅析

在不同应变速率下对铸铁和铸铝圆棒试样进行了单轴高速拉伸试验,研究了它们的动态力学性能及断裂情况,分析了相关因素对试验的影响。结果表明:测试应变、应力的方法,试样标距长度及夹持端长度等对试验准确性和曲线振荡程度有较大影响;使用比刚度和比强度高的夹具、短标距试样、应变片测试应力、两台相机测试应变、适当增加夹持端长度可以提高试验结果的准确性。     

试验参数对不锈钢包壳管环向拉伸的影响

包壳管是反应堆内重要的安全屏障,其在服役环境下承受一定裂变气体内压,同时面临芯块和包壳间机械相互作用的考验.开展包壳管环向拉伸性能研究,对反应堆燃料组件设计和安全分析具有重要意义.奥氏体不锈钢是快中子反应堆包壳管重要候选材料,具有良好的高温力学性能.本文针对奥氏体不锈钢包壳管高温环向拉伸试验,研究了夹具、标距段宽度和润滑条件等试验参数对包壳管环向拉伸试验的影响.结果表明:三嵌块夹具可以避免试样标距段向内展平,且夹具和试样间摩擦力较小;标距段的宽度对包壳管环向拉伸强度影响不大,但是标距段宽度过大或者过小都会造成试样延伸率下降;夹具与试样间隙的摩擦会增加拉伸载荷,降低延伸率,使用石墨润滑可以有效减小摩擦力的影响.     

标距对电工圆铜线拉力试验结果的影响

根据GB/T 3953-2009和GB/T 4909.3-2009,对原始标距为200 mm和250 mm的电工圆铜线进行了多组拉力试验以及不确定度评定。结果表明:短标距试样的断后伸长率大于长标距试样的断后伸长率,而抗拉强度相差不大;两种标距试样断后伸长率和抗拉强度的标准扩展不确定度几乎一致。建议在拉力测试时使用短标距试样。     

不锈钢棒1Cr17Ni3A断后伸长率的换算及验证

材料经过拉伸试验,其断后伸长率随着试样原始标距的不同以及在不同状态下存在很大差异,对伸长率换算中经常使用的包氏(Bauschinger)公式及奥氏(Oliver)公式进行简要介绍。通过对不同直径,不同标距的1Cr17Ni3A不锈钢棒圆形横截面拉伸试样进行室温拉伸试验,测出其断后伸长率,经过数据拟合后得到其Oliver表达式,并验证该表达式的合理性。     

高精度数显试样标距划线与测量仪的研制

采用机械装置与电子精密测量仪器组合的方法,将Huafei CQ61180X300Vario微型精密车床、SINO KA-300系列光栅尺和SDS3-1数显表有机地装配在一起,通过设计、加工连接零部件和划线装置,研制出一种新型的高精度数显试样标距划线与测量仪。该装置操作简单、快捷、直观、性价比高,划线准确、测量精度高。近一年来的实际应用结果表明,该仪器对拉伸试样标距的划线、断后标距的测量、断裂韧度试样断口裂纹长度的测量以及对高温疲劳试样标距的确定等均可满足相关标准的要求。     

对GB/T 228.1-2010中拉伸试样制备的建议

用线切割加工方式制备的拉伸试样进行拉伸试验,得到的强度低于铣削加工的拉伸试样的强度,通过对比试验说明了线切割加工方式对强度试验结果的影响.结果表明:GB/T 228.1-2010中对线切割加工方式制备拉伸试样没有明确的加工余量规定,建议在GB/T 228.1-2010中给出线切割加工方式制备拉伸试样的加工余量.     

1Cr11Ni2W2MoV不锈钢棒断后伸长率换算公式的拟合及验证

对伸长率换算中经常使用的包氏(Bauschinger)公式及奥氏(Oliver)公式进行简要介绍。通过对不同直径,不同标距的1Cr11Ni2W2MoV不锈钢棒圆形横截面拉伸试样进行室温拉伸试验,测出其断后伸长率,经过数据拟合后得到其Oliver表达式,并验证该表达式的合理性。     

标距和应变率对Kevlar49单束拉伸力学性能的影响

为探究Kevlar 49单束的尺寸效应及应变率敏感性, 首先, 利用MTS万能试验机对不同标距(25、50、100、150、200和300 mm)的Kevlar 49单束进行了准静态(应变率为1/600 s-1)拉伸测试; 然后, 利用Instron落锤冲击系统对标距为25 mm的试样进行了动态(应变率为40~160 s-1)拉伸测试; 最后, 利用Weibull模型进行统计分析, 量化了不同标距和应变率下Kevlar 49单束拉伸强度的随机变化程度。结果表明: Kevlar 49单束的拉伸力学性能与标距和应变率有相关性; 拉伸强度随标距的增加而减小, 但随应变率的增加而增大; 峰值应变和韧性均随标距和应变率的增加而减小; 提取的Weibull参数可用于数值模拟及工程应用。      

关于屈服强度(σ0.2)的说明

有屈服现象 (或称物理屈服现象 )的材料 ,在拉伸过程中 ,载荷不增加或有所下降能继续变形的最小载荷所对应的应力称为屈服点 ,符号 σs。对于无明显物理屈服现象的材料 ,这时无法确定产生塑性变形的最低应力值 (屈服点 ) ,工程上规定 :试样在拉伸过程中 ,标距部分的残余变形达到0 .2 %时相应的应力为屈服强度 ,符号σ0 .2 。1 987年修订的 GB2 2 8- 87标准 ,不仅把名称修订为《金属拉伸试验方法》,同时在标准中取消了“屈服强度”和“规定比例极限”两个名词术语 ,代替他们的名词术语是“规定非比例伸长应力”“规定总伸长应力”和“规定残…     

介绍一种修约间隔为5时的简易修约方法

在金属拉伸等试验中,测定的性能数值一般是通过测量和运算而得到。由于计算的特点,这一类数值可能出现多位或无穷多位数字,但这些数字并不是都具有实际意义。在表达或书写这些数字时,只能根据实际需要和测试方法所能达到的精度,写出有限多位数,这就需要对数值进行修约处理。 按照国标GB228—87中对测定性能数值的修约间隔的规定,很多常用金属材料,在拉伸试验时,测试到σ_P、σ_s和σ_b等性能的数值在修约间隔为5的范围内(>200～1000N/mm~2)对其进行修约时,需先将被修约的数值乘以2,再将其积按有关修约法则修约到10单位,最后还要除以2。显然,照这样进行修约,比较烦琐,效率低。为了克服这些不足,本文就介绍一种修约间隔为5时的简易修约方法。     

测量不确定度原理及在理化检验中的应用第五讲金属材料拉伸试验检测结果测量不确定度的评定(续)

4 .3　数值修约所引起的标准不确定度分量u(Rrou)和u(Arou)的评定我国GB/T2 2 8- 2 0 0 2标准第 2 0条规定 :“试样测定的性能结果数值应按照相关产品标准的要求进行修约。如未规定具体要求 ,应按照标准中表 5的要求进行修约。修约方法按照GB/T 8170。”日常工作中 ,在许多情况下未规定具体要求 ,因此应按照标准中表 5要求进行修约。这必定引入了不确定度 ,这可用B类方法来评定 ,见表 5 1。表 5 1　数值修约引起的标准不确定度Tab .5 1　Thestandarduncertaintyofnumericalvaluesduetoroundingoff参数范围 修约间隔δx半宽a k B类标…     

焊接接头几种取样方式拉伸试验结果对比分析

以304不锈钢对焊试板为研究对象,分别沿母材、全焊缝以及垂直焊缝方向进行取样,探讨了采用接头横向拉伸试验获得焊缝屈服强度的合理性,同时对比了几种取样方式所获得的抗拉强度和断后伸长率的差别。结果表明:接头横向拉伸试验获得的屈服强度介于母材试样的与全焊缝试样的之间,且使用不同标距长度的引伸计及不使用引伸计所获得的屈服强度也存在较大的差异,屈服强度的测试结果受所选引伸计的影响极为显著;接头横向拉伸试验获得的抗拉强度也介于母材试样的与全焊缝试样的之间;而接头横向拉伸试验所获得的断后伸长率则远远低于母材试样的及全焊缝试样的。     

实验条件对硼纤维强度的影响

本文研究了硼纤维强度的分布以及测试试样个数，湿度／标距长度等不同因素对硼纤维拉伸强度测量值的影响。结果表明湿度、标距长度对硼纤维拉伸强度有明显影响，认为Ｗｅｉｂｕｌｌ分布能够正确表征硼纤维强度的分布特征，Ｗｅｉｂｕｌｌ分布形状系数ｍ值的大小反映了硼纤维强度测量值的分散性，评定硼纤维强度时，在同等条件下测试４０至５０根试样，其结果就足以满足工程技术应用所要求的精度。     

中华人民共和国国家标准 金属材料 室温拉伸试验方法(续)

附录C　 (标准的附录 )直径或厚度小于 4mm线材、棒材和型材使用的试样类型C1　试样的形状试样通常为产品的一部分 ,不经机加工 (见图12 )。C2　试样的尺寸原始标距 (Lo)为 2 0 0mm和 10 0mm。除小直径线材在两夹头间的自由长度可以等于Lo 的情况外 ,其他情况 ,试验机两夹头间的自由长度应至少为Lo+ 5 0mm。见表C1。表C1　非比例试样d或a/mm Lo/mmLc/mm 试样编号≤ 410 02 0 0≥ 15 0≥ 2 5 0R9R10如不测定断后伸长率 ,两夹头间的最小自由长度可以为 5 0mm。C3　试样的制备如以盘卷交货的产品 ,应仔细进行矫直。C4　原始横截面积 (So)…     

试验条件对纳米纤维膜拉伸性能的影响

通过静电纺丝方法,在纺丝液浓度12％,电压15kV,纺丝距离15cm的条件下,得到直径分布均匀的PA6纳米纤维.为了研究测试条件对纳米纤维拉伸性能的影响,以夹距、拉伸速度、试样宽度为因素,采用正交试验对测试结果进行分析.结果表明:在纳米纤维膜拉伸性能的影响因素中,对于断裂强度变异系数而言,拉伸速度的影响最大,夹距次之,试样宽度最小;而对于断裂伸长率变异系数而言,夹距的影响最大,试样宽度次之,拉伸速度最小.纳米纤维膜拉伸性能的最佳测试条件为夹距40mm,拉伸速度5mm/min,试样宽度8mm.     

中华人民共和国国家标准 金属材料 室温拉伸试验方法(续)

附　录　K(提示的附录 )拉伸试验的精密度———根据实验室间试验方案的结果K1　拉伸试验中不确定度的原因拉伸试验结果的精密度受材料、试样、试验设备、试验程序和力学性能的计算方法等因素影响。具体地说 ,可以提出下列引起不确定度的原因 :———材料的不均匀度 ,它存在于同一炉材料的一个工艺批之内 ;———试样的几何形状、制备方法和公差 ;———夹持方法和施力的轴向性 ;———拉伸试验机和辅助测量系统 (刚度、驱动、控制、操作方法 ) ;———试样尺寸的测量、标距的标记、引伸计标距、力和伸长的测量 ;———试验的各阶段中的试…     

冷轧薄钢板拉伸试样尺寸对断后伸长率和最大力总伸长率影响的对比

为了解决国内外冷轧薄钢板拉伸试验标准不统一,断后伸长率（A）受试样标距影响,没有直接可比性及换算的局限性,同时也为了满足车身设计人员提出的同一冲压级别的汽车板应采用同一种标准的伸长率表征力学性能的要求,采用大量试验验证了最大力总伸长率（Agt）与试样标距无关。并根据拉伸试验机已能自动测出Agt的现状,提出应将其列入汽车板标准力学性能表中。     

Kevlar49单丝和单束的随机破坏及有限元模拟

为研究不同尺度下Kevlar49单丝(微观)和单束(细观)的拉伸力学性能,首先,分别采用MTI微型拉伸试验机和MTS微机控制电子万能试验机对纤维丝和纤维束进行了单向拉伸试验,发现纤维丝和纤维束的力学性能与试样的标距及结构尺度存在很大相关性,试样的拉伸强度会随着其标距的增加和结构尺度从纤维丝增大到纤维束而降低;随后,按照Weibull分布对试验数据进行统计分析,量化了不同标距下纤维丝和纤维束拉伸强度的随机变化程度;接着,考虑到纤维丝的拉伸强度符合Weibull分布随机破坏,利用ANSYS中的用户自定义子程序(USERMAT)建立了纤维丝本构模型;最后,采用纤维丝本构模型模拟纤维束的拉伸破坏行为,并讨论了关键参数对纤维束拉伸破坏行为的影响。结果表明:纤维束的模拟结果与试验结果吻合程度较好,所建模型可以较准确地预测纤维束的拉伸性能。      

Kevlar~? 29纤维多尺度力学行为的试验研究和有限元模拟

利用MTS万能试验机和MTI微型拉伸试验机分别研究了Kevlar?29纤维束与纤维单丝在不同标距下(纤维束:25 mm、50 mm、100 mm、150 mm、00 mm和300 mm;纤维单丝:12.5 mm、25 mm和40 mm)的力学性能。结果表明,Kevlar?29的拉伸强度随着结构尺度(从纤维单丝到纤维束)的增加而降低;标距对Kevlar?29纤维单丝力学性能的影响并不显著;但对纤维束而言,拉伸强度随着标距的增加而降低,呈明显的尺寸效应。利用Weibull模型进行统计分析,量化了不同标距下纤维单丝拉伸强度的随机变化程度。这些统计参数将用于有限元模型以模拟静载下Kevlar?29纤维束的拉伸行为。该模型基于ANSYS中的用户自定义子程序(USERMAT),并考虑了纤维单丝的随机破坏。模型的预测结果与试验结果相吻合,并讨论了关键参数对模拟结果的影响。