電網(wǎng)用彎曲鋁合金架空絞線的拉伸試驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電網(wǎng)用彎曲鋁合金架空絞線的拉伸試驗(yàn)方法。電網(wǎng)用鋁合金架空絞線由于直徑較小且粗細(xì)均勻，因此無法加工成啞鈴型試樣。在拉伸試驗(yàn)中，斷裂經(jīng)常發(fā)生在夾持根部。另外，從架空絞線上取下來的絲材通常是彎曲的，因此無法得到延伸率。本發(fā)明介紹了鋁合金架空絞線的拉伸試驗(yàn)方法，夾持力的確定方法及延伸率的測量方法，并且給出鋁合金架空絞線的合適夾持力范圍。本發(fā)明可以適用于在可以調(diào)節(jié)夾持力的設(shè)備上進(jìn)行鋁合金架空絞線的拉伸性能測試，并且可以測量絞線的延伸率，為正確評價(jià)架空絞線的力學(xué)性能提供很好的基礎(chǔ)。
【專利說明】電網(wǎng)用彎曲鋁合金架空絞線的拉伸試驗(yàn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁合金的拉伸試驗(yàn)方法【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種電網(wǎng)用彎曲鋁合金架空絞線的拉伸試驗(yàn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電網(wǎng)輸電用架空絞線的不斷發(fā)展，鋁合金芯鋁導(dǎo)線和全鋁合金導(dǎo)線由于節(jié)能效果明顯而逐漸取代鋼芯鋁導(dǎo)線，在電力線路建設(shè)中得到普及推廣。而這兩種節(jié)能導(dǎo)線的力學(xué)性能也是導(dǎo)線正常使用的前提，特別是抗拉強(qiáng)度和延伸率，因此對導(dǎo)線的抗拉強(qiáng)度和延伸率的正確評價(jià)顯得格外重要。
[0003]目前，鋁合金節(jié)能導(dǎo)線都是由多根單絲絞制而成的，單絲直徑一般為3mm左右，并且粗細(xì)均勻。由于導(dǎo)線的直徑很小因此無法加工成啞鈴型圓棒試樣，只能對原始絲材進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，拉伸實(shí)驗(yàn)一般在拉伸試驗(yàn)機(jī)或疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。試驗(yàn)機(jī)的夾頭有手動楔形夾頭、氣動夾頭和液壓夾頭三種，由于氣動夾頭和液壓夾頭的夾持力可以調(diào)節(jié)，因此建議使用這兩種夾頭。但是鋁合金導(dǎo)線在拉伸時(shí)經(jīng)常會在夾持根部斷裂，從而無法得到真實(shí)的抗拉強(qiáng)度。在測試鋁合金導(dǎo)線的延伸率時(shí)，由于單絲是從使用的絞線中拆下來的，因此導(dǎo)線是螺旋彎曲狀的，導(dǎo)致無法對原始標(biāo)距進(jìn)行標(biāo)記從而無法得到導(dǎo)線的延伸率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的鋁合金導(dǎo)線在拉伸實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常斷于夾持根部且由于試樣彎曲無法得到真實(shí)的延伸率的問題，本發(fā)明提供了一種電網(wǎng)用鋁合金架空絞線的拉伸試驗(yàn)方法，本發(fā)明解決了這個(gè)問題，該方法通過選擇合適夾持力的方法防止試樣在夾持根部斷裂，給出夾持力的合適范圍和延伸率的確定方法，可以得到真實(shí)的抗拉強(qiáng)度和延伸率。該方法為正確評價(jià)鋁合金導(dǎo)線的力學(xué)性能提供了實(shí)驗(yàn)支持和可靠保障。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種電網(wǎng)用彎曲鋁合金架空絞線的拉伸試驗(yàn)方法，該方法步驟如下:
[0007](I)截取若干根長度為280_350mm的鋁合金導(dǎo)線，測量導(dǎo)線的直徑d，定義試樣的原始標(biāo)距并用記號筆在導(dǎo)線的長度方向上標(biāo)記出標(biāo)距長度。
[0008]( 2 )確定夾持力范圍:選擇一根鋁合金導(dǎo)線，采用伺服實(shí)驗(yàn)機(jī)的夾具夾持其兩端標(biāo)記處，然后對導(dǎo)線施加夾持力進(jìn)行多次拉伸實(shí)驗(yàn)，每次施加的夾持力恒定，按照夾持力由小到大的順序依次增加，從而確定能使鋁合金導(dǎo)線正常斷裂的夾持力范圍。
[0009](3)采用伺服實(shí)驗(yàn)機(jī)的夾具夾持待測試導(dǎo)線兩端標(biāo)記處，對其進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，直至導(dǎo)線斷裂；所施加的夾持力在步驟(2)確定的夾持力范圍內(nèi)。
[0010](4)根據(jù)步驟(3)記錄的數(shù)據(jù)繪制載荷-位移曲線，將載荷-位移曲線上的彈性直線段延長至與位移軸相交,此交點(diǎn)對應(yīng)的位移為Pl,再將載荷-位移曲線上對應(yīng)于試樣斷裂的點(diǎn)做一條與彈性直線段平行的直線，該直線與位移軸交點(diǎn)對應(yīng)的位移為P2 ;計(jì)算導(dǎo)線的伸長量AL = P2-P1。
[0011](5)將步驟(3中)斷裂導(dǎo)線的兩個(gè)斷裂端相對接，測量相對接后導(dǎo)線兩端所夾持處標(biāo)記間的距離L。，然后按照式(I)計(jì)算導(dǎo)線的延伸率A和抗拉強(qiáng)度Rm。
[0012]A = 100X Δ L/(Lc-Δ L), Rm = 4 X Pmax/(Ji d2) (I)
[0013]式中:Pmax為最大載荷。
[0014]上述步驟(2)所述正常斷裂是指鋁合金導(dǎo)線的斷裂處在導(dǎo)線兩端的標(biāo)記之間(SP拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)試樣既不打滑，也不在試樣夾持根部斷裂)。
[0015]上述步驟(2)拉伸實(shí)驗(yàn)過程中，施加夾持力后鋁合金導(dǎo)線出現(xiàn)打滑現(xiàn)象(即夾具頭相對導(dǎo)線的夾持處出現(xiàn)滑動)，則停止實(shí)驗(yàn)，增加夾持力后再進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)；施加夾持力后鋁合金導(dǎo)線正常斷裂，則停止實(shí)驗(yàn)，換取新的導(dǎo)線并增加夾持力后進(jìn)行下一次拉伸實(shí)驗(yàn)；施加夾持力后鋁合金導(dǎo)線在標(biāo)距外斷裂，則停止實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行步驟(3)。
[0016]上述步驟(2)中，每次拉伸試驗(yàn)的夾持力比前一次試驗(yàn)的夾持力增加5bar。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:通過本發(fā)明方法找到鋁合金導(dǎo)線拉伸時(shí)合適的夾持力范圍，從而得到彎曲的鋁合金導(dǎo)線準(zhǔn)確的抗拉強(qiáng)度和延伸率。為正確評價(jià)鋁合金導(dǎo)線的力學(xué)性能提供可靠保障。

【專利附圖】

【附圖說明】
:
[0018]圖1是打滑時(shí)試樣夾持部分的照片。
[0019]圖2是斷裂發(fā)生在試樣標(biāo)距內(nèi)的照片。
[0020]圖3是斷裂發(fā)生在試樣夾持根部的照片。
[0021]圖4是導(dǎo)線拉伸時(shí)的載荷-位移曲線。

【具體實(shí)施方式】
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[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。拉伸實(shí)驗(yàn)中所用伺服實(shí)驗(yàn)機(jī)購于莫斯特朗公司，型號為Instron 8801,所用招合金導(dǎo)線為6201招合金。
[0023]本發(fā)明方法具體過程如下:
[0024]第一，截取3根長度為300mm的鋁合金導(dǎo)線，選取其中2根作為備用樣(用于確定夾持力范圍)，I根作為測試導(dǎo)線。測量導(dǎo)線的直徑為2.97mm，取標(biāo)距的長度為250mm，并用細(xì)記號筆在導(dǎo)線的長度方向上對標(biāo)距做標(biāo)記。
[0025]第二，確定夾持力范圍。選擇一根備用樣進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，采用伺服試驗(yàn)機(jī)的夾具夾持其兩端標(biāo)記處，先選擇較小的夾持力(5bar )，這時(shí)試樣會出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，試樣夾持端如圖1所示，這時(shí)停止實(shí)驗(yàn)。然后將夾持力稍微調(diào)大一點(diǎn)再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，直至試樣不打滑而正常斷裂為止(每次增加5bar)，這時(shí)試樣斷裂情況如圖2所示。繼續(xù)選擇更大的夾持力，試樣將由于夾持受損而在夾持根部斷裂，試樣斷裂如圖3所示。記錄試樣不打滑且不在試樣夾持根部斷裂的合適夾持力范圍為10?30bar。
[0026]第三，使設(shè)備夾頭根部與導(dǎo)線標(biāo)距標(biāo)記處重合，在第二步確定的夾持力范圍內(nèi)對測試導(dǎo)線進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，直至導(dǎo)線斷裂。
[0027]第四，根據(jù)計(jì)算機(jī)記錄的數(shù)據(jù)繪制載荷-位移曲線，拉伸曲線如圖4所示。在圖4中，將載荷-位移曲線中的彈性直線段延長至與位移軸X軸相交(如彈性直線段初始點(diǎn)在X軸上則不必延長，初始點(diǎn)即為A點(diǎn))，交點(diǎn)A對應(yīng)的位移為-0.005mm。從拉伸曲線上對應(yīng)于試樣斷裂的點(diǎn)(C點(diǎn))做一條與彈性直線段平行的直線，該直線與位移軸交點(diǎn)為B，交點(diǎn)B對應(yīng)的位移為24.559mm。計(jì)算導(dǎo)線的伸長量Λ L=24.564mm。
[0028]所述彈性直線段為圖4載荷-位移曲線中的直線AD，A點(diǎn)坐標(biāo)(-0.005，0)，D點(diǎn)坐標(biāo)(1.3011，1501.73)。
[0029]第五，將第三步中拉斷的導(dǎo)線斷口相接，測量導(dǎo)線兩端夾持根部標(biāo)記間的距離L。為 271.000mm。
[0030]計(jì)算導(dǎo)線的延伸率A:
[0031]A= 100X Λ L/(Lc-AL) =100*24.564/(271.000-24.564)=9.968。
[0032]記錄最大載荷為2359N，計(jì)算抗拉強(qiáng)度為Rm = 4 X Pmax/ Ud2) = 345.5MPa。
[0033]以上實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方案和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施例，任何根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變的方法，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電網(wǎng)用彎曲鋁合金架空絞線的拉伸試驗(yàn)方法，其特征在于:該方法步驟如下: (1)截取若干根長度為280-350mm的鋁合金導(dǎo)線，測量導(dǎo)線的直徑d，定義導(dǎo)線的原始標(biāo)距并用記號筆在導(dǎo)線的長度方向上標(biāo)記出標(biāo)距長度； (2)確定夾持力范圍:選擇一根鋁合金導(dǎo)線，采用伺服實(shí)驗(yàn)機(jī)的夾具夾持其兩端標(biāo)記處，然后對導(dǎo)線施加夾持力進(jìn)行多次拉伸實(shí)驗(yàn)，每次施加的夾持力恒定，按照夾持力由小到大的順序依次增加，從而確定能使鋁合金導(dǎo)線正常斷裂的夾持力范圍； (3)采用伺服實(shí)驗(yàn)機(jī)的夾具夾持待測試導(dǎo)線兩端標(biāo)記處，對其進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，直至導(dǎo)線斷裂；所施加的夾持力在步驟(2)確定的夾持力范圍內(nèi)； (4)根據(jù)步驟(3)記錄的數(shù)據(jù)繪制載荷-位移曲線，將載荷-位移曲線上的彈性直線段延長至與位移軸相交,此交點(diǎn)對應(yīng)的位移為Pl,再將載荷-位移曲線上對應(yīng)于試樣斷裂的點(diǎn)做一條與彈性直線段平行的直線，該直線與位移軸交點(diǎn)對應(yīng)的位移為P2 ;計(jì)算導(dǎo)線的伸長量 AL = P2-P1 ； (5)將步驟(3)中斷裂導(dǎo)線的兩個(gè)斷裂端對接，測量對接后導(dǎo)線兩端標(biāo)記間的距離L。，然后按照式(I)計(jì)算導(dǎo)線的延伸率A和抗拉強(qiáng)度Rm。 A= 10X AL/(Lc-AL), Rm = 4 X Pmax/(d2) (I) 式中=Pmax為最大載荷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)用彎曲鋁合金架空絞線的拉伸試驗(yàn)方法，其特征在于:步驟(2)中所述正常斷裂是指鋁合金導(dǎo)線的斷裂處在導(dǎo)線兩端的標(biāo)記之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電網(wǎng)用彎曲鋁合金架空絞線的拉伸試驗(yàn)方法，其特征在于:步驟(2)拉伸實(shí)驗(yàn)過程中，施加夾持力后鋁合金導(dǎo)線出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，則停止本次實(shí)驗(yàn)，增加夾持力后再進(jìn)行下一次拉伸實(shí)驗(yàn)；施加夾持力后鋁合金導(dǎo)線正常斷裂，則停止實(shí)驗(yàn)，換取新的導(dǎo)線并增加夾持力后進(jìn)行下一次拉伸實(shí)驗(yàn)；施加夾持力后鋁合金導(dǎo)線在標(biāo)距外斷裂，則停止實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行步驟(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)用彎曲鋁合金架空絞線的拉伸試驗(yàn)方法，其特征在于:所述步驟(2)中，每次拉伸試驗(yàn)的夾持力比前一次試驗(yàn)的夾持力增加5bar。
【文檔編號】G01N3/08GK104344995SQ201310330347
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月31日
【發(fā)明者】段啟強(qiáng), 張哲峰, 吳細(xì)毛, 李春和, 張廣平, 王建東, 王飛 申請人:中國科學(xué)院金屬研究所, 國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司