專利名稱：一種用于夏比試樣的彎曲測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種材料力學(xué)性能測試領(lǐng)域，具體涉及一種用于夏比試樣的彎曲測試方法。
背景技術(shù)：
使用具有缺口(U形、V形)的夏比試樣進(jìn)行材料的力學(xué)性能測試是目前所普遍采用的方法，通過測試沖擊吸收能量，被用來評定材料在載荷下的韌性和脆性等性能。例如，在GB/T229-2007《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法》國家標(biāo)準(zhǔn)中，將規(guī)定幾何形狀的夏比試樣放置在沖擊試驗(yàn)機(jī)兩砧座之間，夏比試樣具有缺口的一側(cè)背向打擊面放置，之后將具有一定重量的擺錘舉至一定的高度，使其獲得一定位能，釋放擺錘沖斷試樣。 如忽略空氣阻力等各種能量損失，則擺錘所消耗掉的能量即為沖斷試樣所需要的能量。另外，在GB/T19748-2005《鋼材夏比V型缺口擺錘沖擊試驗(yàn)儀器化試驗(yàn)方法》國家標(biāo)準(zhǔn)中，通過利用沖擊試驗(yàn)儀器化試驗(yàn)設(shè)備可以繪制出在使用擺錘一次打斷夏比試樣的力一位移曲線圖，從而使擺錘對試樣所產(chǎn)生的力的作用可以用數(shù)值表現(xiàn)出來。以上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試驗(yàn)方法都是使用擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)的擺錘將夏比缺口試樣打斷來測試試樣的力學(xué)性能。但值得注意的是，在前述GB/T229-2007《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法》國家標(biāo)準(zhǔn)中，無法用數(shù)值來量化擺錘對試樣所產(chǎn)生的力的作用。而在GB/T19748-2005《鋼材夏比V型缺口擺錘沖擊試驗(yàn)儀器化試驗(yàn)方法》中，從擺錘擺動(dòng)直至沖斷試樣的過程中，只有當(dāng)擺錘處于垂直向下的位置時(shí)(即剛接觸試樣時(shí))擺錘刀刃與試樣表面才是完全接觸的，而之后在擺錘繼續(xù)沖擊試樣時(shí)刀刃并不能夠與試樣的表面完全接觸，而是存在一個(gè)小的偏角，這就導(dǎo)致了測試得到的數(shù)據(jù)往往與實(shí)際情況始終存在一定的偏差。因此，需要提供一種能夠克服上述缺陷的技術(shù)方案，即提供一種新的夏比試樣彎曲測試方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于夏比試樣的彎曲測試方法，使用該方法測試材料的夏比試樣可以量化測量數(shù)據(jù)并且提高測量精度。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于夏比試樣的彎曲測試方法，該方法包括以下步驟a)將夏比試樣的兩端分別放置在萬能材料試驗(yàn)機(jī)的支撐臺的彼此間隔設(shè)置的兩個(gè)支撐面上，所述夏比試樣的缺口部分開口向下山)將所述夏比試樣的缺口部分的的中心與所述萬能材料試驗(yàn)機(jī)的壓頭的中心線對齊；c)啟動(dòng)所述萬能材料試驗(yàn)機(jī)，使所述壓頭逐漸靠近所述夏比試樣；d)當(dāng)所述壓頭接觸到所述夏比試樣時(shí)，所述壓頭對所述夏比試樣進(jìn)行加載使所述夏比試樣彎曲；e)所述夏比試樣斷裂，停止對所述夏比試樣進(jìn)行加載，得到所述夏比試樣的力一位移曲線，從而測得彎曲夏比試樣所需的能量(包括裂紋形成能量、裂紋擴(kuò)展能量和總能量等)。優(yōu)選地，所述兩個(gè)支撐面可以具有間隔為30 45mm。
優(yōu)選地，所述夏比試樣可以具有V形或U形缺口。優(yōu)選地，所述夏比試樣的長度為55mm,寬度為IOmm,高度為10mm。本發(fā)明可以使用萬能材料試驗(yàn)機(jī)量化夏比試樣彎曲斷裂的全過程，并且在這個(gè)過程中，壓頭與夏比試樣表面時(shí)刻保持完全接觸，從而避免了在以往方法中由于擺錘刀刃無法時(shí)刻與試樣表面保持完全接觸所導(dǎo)致的誤差的產(chǎn)生。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說明。


附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式
一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中
圖I是夏比試樣放置在萬能材料試驗(yàn)機(jī)的示意圖。附圖標(biāo)記說明I :夏比試樣2:萬能材料試驗(yàn)機(jī)10:缺口部分20 :壓頭21 :支撐臺
具體實(shí)施例方式下面參考附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)地描述。本發(fā)明提供一種用于夏比試樣的彎曲測試方法，該方法依次包括以下步驟首先，在步驟a)中，將制備好的夏比試樣1(在中央部開設(shè)缺口部分10)的兩端分別放置在萬能材料試驗(yàn)機(jī)2的支撐臺21的兩個(gè)支撐面上，如圖I所示，支撐臺21具有由位于中央的凹槽所分隔對稱形成的兩個(gè)支撐面，兩個(gè)支撐面位于同一水平面上，夏比試樣I的兩端分別放置在支撐臺21的兩個(gè)支撐面上，使夏比試樣I上的缺口部分10剛好位于支撐臺21的凹槽的正上方。其中，只要能夠滿足測試要求即支撐臺21的上部具有水平的支撐面，支撐臺21的形狀不受限制。接下來，在步驟b)中，測試者參照萬能材料試驗(yàn)機(jī)2上的壓頭20調(diào)整夏比試樣I在支撐臺上的位置，使夏比試樣I的缺口部分10的中心與壓頭20的中心線對齊，以使在壓頭20落下之后，壓頭20能夠剛好擠壓到夏比試樣I的缺口部分10。當(dāng)判斷缺口部分10是否對準(zhǔn)壓頭20中心線時(shí)，可以適當(dāng)降低壓頭20的高度以使壓頭20靠近缺口部分10，待判斷完畢后再使壓頭20返回起始位置。確認(rèn)上述準(zhǔn)備步驟結(jié)束后,進(jìn)入步驟c),此時(shí),測試人員啟動(dòng)萬能材料試驗(yàn)機(jī)2,使壓頭20逐漸靠近夏比試樣1，直至壓頭20接觸到夏比試樣I為止。當(dāng)壓頭20接觸到夏比試樣I時(shí)，進(jìn)入步驟d)，此時(shí)，萬能材料試驗(yàn)機(jī)2控制壓頭20對夏比試樣I進(jìn)行加載，壓頭20施加到夏比試樣I上的壓力逐漸增大，由于夏比試樣I的兩端還受到支撐面的支撐，因此夏比試樣I受到擠壓彎曲變形，夏比試樣I變形斷裂。在步驟e)中，夏比試樣I變形斷裂，萬能材料試驗(yàn)機(jī)2立即停止對夏比試樣I進(jìn)行加載。通過連接到壓頭20的分析設(shè)備，測試人員可以得到在整個(gè)過程中夏比試樣受擠壓斷裂的力---位移曲線。根據(jù)慣用的方式，本發(fā)明的夏比試樣可以具有V形或U形缺口，其中夏比試樣上優(yōu)選開設(shè)U形和V形缺口。另外，當(dāng)待測試的材料為脆性材料時(shí)，夏比試樣上也可以不設(shè)置缺□。另外，用于放置夏比試樣I的兩個(gè)支撐面的間隔可以根據(jù)試樣的長度進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整的范圍為30 45mm。夏比試樣的體積為測試前加工完成的，本發(fā)明中的夏比試樣的體積不受限制，為滿足測試的需要，在本實(shí)施方式中夏比試樣的長度優(yōu)選為55mm，寬度優(yōu)選為10mm，高度優(yōu)選為10mm。此時(shí),兩個(gè)支撐面的間隔優(yōu)選為40mm。 本發(fā)明使用萬能材料試驗(yàn)機(jī)量化夏比試樣彎曲斷裂過程中受力變形的特征變化，并且在這個(gè)過程中，壓頭與夏比試樣表面時(shí)刻保持完全接觸，從而避免了在以往方法中由于擺錘刀刃無法時(shí)刻與試樣表面保持完全接觸所導(dǎo)致的誤差的產(chǎn)生。本發(fā)明涉及到的萬能材料試驗(yàn)機(jī)為通用的萬能材料試驗(yàn)機(jī)(例如DEW-30型)，其參數(shù)等性能可以根據(jù)測試的實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整以滿足測試的需要。以上結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述優(yōu)選實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。此外，在上述具體實(shí)施方式
中描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在符合本發(fā)明應(yīng)用目的的情形下，可以進(jìn)行任意組合以形成其它可選擇的實(shí)施方式。本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求進(jìn)行限定。
權(quán)利要求
1.一種用于夏比試樣的彎曲測試方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 a)將夏比試樣(I)的兩端分別放置在萬能材料試驗(yàn)機(jī)的支撐臺(21)的彼此間隔設(shè)置的兩個(gè)支撐面上，所述夏比試樣(I)的缺口部分(10)開口向下； b)將所述夏比試樣⑴的缺口部分(10)的中心與所述萬能材料試驗(yàn)機(jī)(2)的壓頭的中心線對齊； c)啟動(dòng)所述萬能材料試驗(yàn)機(jī)(2)，使所述壓頭(20)逐漸靠近所述夏比試樣(I)； d)當(dāng)所述壓頭(20)接觸到所述夏比試樣(I)時(shí)，所述壓頭(20)對所述夏比試樣(I)進(jìn)行加載使所述夏比試樣(I)彎曲； e)所述夏比試樣(I)斷裂，停止對所述夏比試樣(I)進(jìn)行加載，獲得所述夏比試樣(I)受力變化的力一位移曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于夏比試樣的彎曲測試方法，其特征在于，所述支撐臺(21)的兩個(gè)支撐面間隔30 45mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于夏比試樣的彎曲測試方法，其特征在于，所述夏比試樣(I)具有V形或U形缺口。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于夏比試樣的彎曲測試方法，其特征在于，所述夏比試樣(I)的長度為55mm,寬度為IOmm,高度為10mm。
全文摘要
公開了一種用于夏比試樣的彎曲測試方法，該方法包括以下步驟將夏比試樣(1)的兩端分別放置在萬能材料試驗(yàn)機(jī)的支撐臺(21)的兩個(gè)支撐面上，所述夏比試樣的缺口部分的開口方向向下；將所述夏比試樣的缺口部分的中心與壓頭(20)的中心線對齊；啟動(dòng)所述萬能材料試驗(yàn)機(jī)，使所述壓頭逐漸靠近所述夏比試樣；當(dāng)所述壓頭接觸到所述夏比試樣時(shí)，所述壓頭對所述夏比試樣進(jìn)行加載；所述夏比試樣斷裂即停止對所述夏比試樣進(jìn)行加載，獲得所述夏比試樣的力---位移曲線，從而測得彎曲夏比試樣所需的能量。本發(fā)明使用萬能材料試驗(yàn)機(jī)量化夏比試樣斷裂的全過程，并且壓頭與夏比試樣表面時(shí)刻保持完全接觸，避免了以往方法中擺錘刀刃與試驗(yàn)表面無法時(shí)刻保持完全接觸所導(dǎo)致的誤差。
文檔編號G01N3/20GK102841022SQ201110168579
公開日2012年12月26日 申請日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者盧國清, 尤大勇, 吳偉, 張磊, 白銀蘭 申請人:攀鋼集團(tuán)有限公司, 攀鋼集團(tuán)研究院有限公司