專利名稱：一種薄壁管拉伸試驗(yàn)的試樣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料熱成形領(lǐng)域，具體是一種用于薄壁管高溫拉伸試驗(yàn)的試樣。
背景技術(shù)：
薄壁管數(shù)控冷彎成形彎曲力矩大，易出現(xiàn)起皺、管外側(cè)過(guò)度減薄、破裂等加工缺陷，尤其是在小彎曲半徑下更難成形合格產(chǎn)品。熱彎條件下管材變形抗力減小、塑性流動(dòng)性增加，可有效解決上述難題。為了制定合理的數(shù)控?zé)釓澒に噮?shù)以及實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的數(shù)值建模分析，需要在高溫下對(duì)薄壁管弧形試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)以獲得相應(yīng)溫度下管材的材料性能參數(shù)。目前無(wú)論厚壁管材或薄壁管材，其高溫拉伸試驗(yàn)所用的試樣仍舊是采用傳統(tǒng)的熱拉伸弧形試樣，傳統(tǒng)的熱拉伸弧形試樣是按照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《金屬材料高溫拉伸試驗(yàn)》GB/T. 4338-1995設(shè)計(jì)的熱拉伸弧形試樣，標(biāo)距段寬度寬度大于承力孔直徑，同時(shí)標(biāo)距段過(guò)渡到凸臺(tái)采用的是過(guò)渡直角，傳統(tǒng)的熱拉伸弧形試樣主要針對(duì)厚壁管材，對(duì)于薄壁管材， 由于管材壁厚薄易在標(biāo)距段過(guò)渡到凸臺(tái)的直角過(guò)度區(qū)域和承力孔附近出現(xiàn)應(yīng)力集中而導(dǎo)致標(biāo)距段異常斷裂、承力孔失穩(wěn)起皺，其試驗(yàn)結(jié)果不能準(zhǔn)確表征試樣材料的高溫力學(xué)性能; 標(biāo)準(zhǔn)的用于高溫拉伸試驗(yàn)的夾具過(guò)于簡(jiǎn)單且不能夠定位準(zhǔn)確和夾持不緊。薄壁管材是指管材直徑與壁厚的比值大于20，若將傳統(tǒng)熱拉伸弧形試樣應(yīng)用與薄壁管材，由于標(biāo)距段寬度大于承力孔的直徑，導(dǎo)致高拉伸試驗(yàn)過(guò)程中承力孔外邊緣處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中而失穩(wěn)起皺；傳統(tǒng)的熱拉伸試樣標(biāo)距段過(guò)渡到凸臺(tái)采用過(guò)渡直角，高溫拉伸過(guò)程中，薄壁的試樣此處的過(guò)渡直角更易產(chǎn)生應(yīng)力集中發(fā)生異常斷裂。對(duì)于傳統(tǒng)的高溫拉伸試驗(yàn)夾具，由于其不具有夾持作用，夾持力不夠易出現(xiàn)打滑，并且傳統(tǒng)的高溫拉伸試驗(yàn)夾具定位不準(zhǔn)確是其固有缺陷，而專利《一種薄壁管軸向拉伸試驗(yàn)用夾具》(專利公開(kāi)(公告)號(hào)201681021U)涉及一種薄壁管軸向拉伸試驗(yàn)用夾具，它主要適用于小直徑薄壁管材的冷拉伸試驗(yàn)，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作困難，高溫環(huán)境的夾持性能低，因此不適合薄壁管高溫拉伸試驗(yàn)的高溫環(huán)境作業(yè)，所以作為薄壁管高溫拉伸試驗(yàn)的夾具并不適合；專利《一種薄壁管環(huán)向拉伸試驗(yàn)用夾具》(專利公開(kāi)(公告)號(hào)201681020U)非常適用于小尺寸薄管的環(huán)向拉伸試驗(yàn)，對(duì)于薄壁管的高溫軸向拉伸試驗(yàn)不涉及。因此，基于以上問(wèn)題，需要對(duì)高溫拉伸試樣進(jìn)行有效改進(jìn)，對(duì)高溫拉伸夾具進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以使薄壁管弧形試樣在高溫拉伸中無(wú)應(yīng)力集中、變形均勻且過(guò)程穩(wěn)定。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中熱拉伸弧形試樣存在的在高溫拉伸過(guò)程中易產(chǎn)生標(biāo)距段過(guò)渡到凸臺(tái)的過(guò)渡直角應(yīng)力集中而發(fā)生異常斷裂、承力孔受力過(guò)大而使承力孔外邊緣失穩(wěn)起皺和標(biāo)距段變形不均勻不穩(wěn)定的缺陷；同時(shí)為了克服由于夾持試樣不緊固、夾持定位不準(zhǔn)確造成的試驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。本發(fā)明提出了一種薄壁管拉伸試驗(yàn)的試樣。本發(fā)明的中部為標(biāo)距段，在試樣中部標(biāo)距段的兩端分別有兩個(gè)凸臺(tái)；并且各端的兩個(gè)凸臺(tái)分別位于試樣寬度的兩側(cè)邊上，試樣的兩端分別有承力孔；所述承力孔的中心位
3于試樣長(zhǎng)度方向的中心線上。其特征在于，所述的標(biāo)距段的寬度與位于試樣兩端的承力孔的直徑相同。凸臺(tái)與標(biāo)距段之間通過(guò)過(guò)渡圓弧過(guò)渡，所述的過(guò)渡圓弧的半徑為改進(jìn)前的同規(guī)格試樣的標(biāo)距段寬度與承力孔直徑的差值的1/2。傳統(tǒng)的熱拉伸試樣標(biāo)距段寬度大于承力孔的直徑，高溫拉伸過(guò)程中不易變形氣且承力孔由于受力過(guò)大而發(fā)生失穩(wěn)起皺，同時(shí)標(biāo)距段與凸臺(tái)之間的采用的過(guò)渡直角易于產(chǎn)生應(yīng)力集中而發(fā)生異常斷裂。改進(jìn)后的薄壁管高溫拉伸弧形試樣的標(biāo)距段的寬度減小到與承力孔直徑相同，在高溫拉伸過(guò)程中試樣的標(biāo)距段變形所用的力減小，使得標(biāo)距段變形更容易，同時(shí)減小了承力孔的受力而使承力孔失穩(wěn)起皺的趨勢(shì)減?。桓倪M(jìn)后的薄壁管高溫拉伸弧形試樣的標(biāo)距段過(guò)渡到凸臺(tái)的過(guò)渡形式采用過(guò)渡圓弧，對(duì)薄壁管高溫拉伸弧形試樣進(jìn)行高溫拉伸時(shí)，所述的過(guò)渡圓弧不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力集中，避免因應(yīng)力集中而使試樣在高溫拉伸過(guò)程中異常斷裂。

圖1熱拉伸弧形試樣主視圖；圖2薄壁管高溫拉伸弧形試樣主視圖；圖3薄壁管高溫拉伸弧形試樣三維圖。其中1.凸臺(tái) 2.標(biāo)距段 3.過(guò)渡圓弧 4.承力孔
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例是一種用于薄壁管高溫拉伸試驗(yàn)的試樣。當(dāng)管材規(guī)格達(dá)到D/ t > 20，即管材直徑/壁厚大于20，這樣規(guī)格的管材是薄壁管。本實(shí)施例采用規(guī)格為 Φ76. 2X1. 068mm(直徑X壁厚)薄壁不銹鋼管制成，其中D/t = 71. 35大于20，屬于薄壁管。所述的試樣包括薄壁管高溫拉伸弧形試樣的標(biāo)距段2、過(guò)渡圓弧3、凸臺(tái)1和承力孔4。如圖1和圖2所示。本實(shí)施例是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中同規(guī)格的熱拉伸弧形試樣改進(jìn)而得到薄壁管高溫拉伸弧形試樣。本實(shí)施例為中部窄、兩端寬的板條狀。所述的試樣的中部為標(biāo)距段2，該標(biāo)距段2 的寬度與位于試樣兩端的承力孔4的直徑相同，本實(shí)施例中，承力孔4的直徑為10mm，標(biāo)距段2的寬度亦為10mm。所述承力孔4的中心位于試樣長(zhǎng)度方向的中心線上。在試樣中部標(biāo)距段2的兩端分別有兩個(gè)凸臺(tái)1 ；并且各端的兩個(gè)凸臺(tái)1分別位于試樣寬度的兩側(cè)邊上。 凸臺(tái)1與標(biāo)距段2之間通過(guò)過(guò)渡圓弧3過(guò)渡，所述的過(guò)渡圓弧3的半徑為改進(jìn)前的同規(guī)格試樣的標(biāo)距段寬度與承力孔4直徑的差值的1/2，本實(shí)施例中，改進(jìn)前的同規(guī)格試樣的標(biāo)距段寬度與承力孔4直徑的差值為6mm，故過(guò)渡圓弧3的半徑為3mm。
權(quán)利要求1. 一種用于薄壁管高溫拉伸試驗(yàn)的試樣，試樣的中部為標(biāo)距段O)，在試樣中部標(biāo)距段O)的兩端分別有兩個(gè)凸臺(tái)(1)；并且各端的兩個(gè)凸臺(tái)(1)分別位于試樣寬度的兩側(cè)邊上，試樣的兩端分別有承力孔；所述承力孔的圓心位于試樣長(zhǎng)度方向的中心線上； 其特征在于，所述的標(biāo)距段⑵的寬度與位于試樣兩端的承力孔⑷的直徑相同；凸臺(tái)⑴ 與標(biāo)距段( 之間通過(guò)過(guò)渡圓弧C3)過(guò)渡，所述的過(guò)渡圓弧(3)的半徑為改進(jìn)前的同規(guī)格試樣的標(biāo)距段寬度與承力孔(4)直徑的差值的1/2。
專利摘要一種薄壁管拉伸試驗(yàn)的試樣。所述試樣標(biāo)距段的寬度與位于試樣兩端的承力孔的直徑相同。凸臺(tái)與標(biāo)距段之間通過(guò)過(guò)渡圓弧過(guò)渡，所述的過(guò)渡圓弧的半徑為改進(jìn)前的同規(guī)格試樣的標(biāo)距段寬度與承力孔直徑的差值的1/2。本實(shí)用新型標(biāo)距段的寬度減小到與承力孔直徑相同，在高溫拉伸過(guò)程中試樣的標(biāo)距段變形所用的力減小，使得標(biāo)距段變形更容易，同時(shí)減小了承力孔的受力而使承力孔失穩(wěn)起皺的趨勢(shì)減??；改進(jìn)后的薄壁管高溫拉伸弧形試樣的標(biāo)距段過(guò)渡到凸臺(tái)的過(guò)渡形式采用過(guò)渡圓弧，對(duì)薄壁管高溫拉伸弧形試樣進(jìn)行高溫拉伸時(shí)，所述的過(guò)渡圓弧不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力集中，避免因應(yīng)力集中而使試樣在高溫拉伸過(guò)程中異常斷裂。
文檔編號(hào)G01N1/28GK202188980SQ201120291998
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月11日
發(fā)明者張志勇, 李恒, 楊合, 王澤康, 田玉麗 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)