管材弧形试样屈服强度测试的影响因素及原因分析

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1、期tJtg獬tt2012年2月第1期管材弧形试样屈服强度测试的影响因素及原因分析李莹(首都航天机械公司，北京100076)摘要：针对管材弧形试样屈服强度测试的准确性问题，综合分析了试样、测量工具、试验机夹具、引伸计以及操作方式等因素对屈服强度测试结果的影响规律，以及这些因素对试验结果产生的偏差进行了分析总结，为此类试验结果的评定提供了数据参考。关键词：管材；弧形试样；屈服强度AnalysisoftheReasonandInfluencingFactorsonArc—shapedPipeYieldIntensi

2、tyTestingLiYing(CapitalAerospaceMachineryCompany,seijing100076)Abstract：Thispaperanalyzestheinfluencelawofsamples，measuringtools，testingmachine，extenanmetersandtestoperationonyieldintensity，whichaimsattheaccuracyofyieldintensityofarc—shapedpipe．Deviationoft

3、hesefactorsontheexperimentalresultsareanalyzedandsummarizedtoprovidereferencedatafortheassessmentoftheresultsofsuchtrials．Keywords：pipe；arc-shapedsamples；yieldstrength1引言管材是工程上广泛应用的型材之一，屈服强度是评价各类管材力学性能的一项重要指标。根据国家相关标准规定，管材屈服强度的检测一般采用整管拉伸和弧形试样拉伸两种方式。管材弧形试样拉伸

4、性能测定结果的准确性受众多因素的影响，除了试验机、引伸计自身精度等客观原因外，还受引伸计的选用、装夹位置、试验机夹具类型、试样面积测量等人为因素的影响。根据多年实际工程经验，本文对影响弧形试样屈服强度测试结果的影响因素进行分析探讨。2引伸计的影响引伸计精度对测试结果的影响不言而喻，对于测定不同屈服数据使用的引伸计精度要求，国家标准有明确规定，这里不再阐述。而引伸计的结构和装夹位置同样对测定结果有较大影响。2．1引伸计装夹位置对测量结果的影响规律引伸计在弧形试样上的装夹位置，国家标准中未作明确规定。但引伸计装在

5、弧形试样的凸面、凹面或两侧面，试验结果会有所不同。表I为引伸计装夹在试样不同位置测定的一组屈服强度数据。可以看出凸面测定值均偏高，左侧面、右侧面的数据相对偏低。这是因为，试验过程选用平板楔形夹具使试验机拉伸轴线与弧形试样几何形心不重合，从而产生附加弯矩的作用。夹持时，平板形夹具拉伸轴所在位置接近于试样凹面，而试样截面的形心却接近凸面，这必然导致试样凸面在产生规定伸长时所需的应力比其他方向要大。因此，引伸计装在试样凸面上会引起屈服强度测定值偏高；反之，若将引伸计装在凹面上，在规定伸长时，所需应力要比其他方向小，

6、屈服强度测定值偏低。作者简介：李莹(1973一)，高级工程师，铸造专业：研究方向：金属材料检测收稿日期：201i-03—2114赣簿黉糙航天制造技术表1引伸计不同装夹位置测定的一组屈服强度数据对应O．5％总伸长不同测量位置的屈服强度／MPa各测量值与平均值的偏差及百分比试样编号凸面左侧面右侧面平均值凸面左侧面右侧面3843833793822／0．262l／o．262—3／-0．785l3803653763746f1．604—9／-2．4062／o．5353693633653672／0．545—4／-1．090

7、—2／0．5454184134034117／1．7032／0．487—8／-6．9462378377375377l／o．265o硒～2卜O．5314184154171／o．240l／o．240-2／-0．4803673663563634，1．1023／0．826—7／一1．92833823763613739,／2．4133／0．804—1l／-2．9493453433393423／0．8771／o．292—3／-0．8772．2引伸计结构类型对测量结果的影响引伸计结构不同，导致在弧形试样上的装夹方式及部位不同

8、，也会对测量结果产生不同程度的影响。由于大多数试验机在做弧形试样拉伸试验时，均采用小弹簧、弹簧卡等弹性固定的引伸计。无论引伸计装夹在试样的何种部位，引伸计与试件工作面都是点接触。弹簧绷紧后，由于引伸计自重及弹性力的约束，每次振动都可以通过试件传递使引伸计错动甚至打滑，对屈服强度测试结果影响很大。相比之下，顶尖式螺丝固定的引伸计效果会好一些，这类引伸计是在试样表面先加工钉孔，依靠人手劲将引伸计螺钉固紧