本發(fā)明屬于一種抗拉強(qiáng)度測試裝置，具體涉及一種測試薄壁管材環(huán)向抗拉強(qiáng)度的裝置和測試方法。

背景技術(shù)：

小直徑薄壁金屬筒體作為主要結(jié)構(gòu)件，受到環(huán)向應(yīng)力作用，只有環(huán)向抗拉強(qiáng)度更能真實(shí)反應(yīng)真實(shí)受力情況。

目前，在薄壁金屬筒體的環(huán)向力學(xué)性能測試方面尚無標(biāo)準(zhǔn)可依，需要自行探索研究，以往拉伸試驗(yàn)，均使用了存在彎曲的試樣，試樣在加載過程中，因彎距的產(chǎn)生而帶入了附加應(yīng)力，嚴(yán)重影響了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，也導(dǎo)致了無法準(zhǔn)確判斷生產(chǎn)工藝與力學(xué)性能之間的規(guī)律，因此需要設(shè)計(jì)一種專用的小直徑薄壁金屬筒體環(huán)向抗拉強(qiáng)度測試的實(shí)驗(yàn)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)而提出的，其目的是提供一種測試薄壁管材環(huán)向抗拉強(qiáng)度的裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種測試薄壁管材環(huán)向抗拉強(qiáng)度的裝置，包括圓盤形加持具、兩個(gè)連接具和將加持具與連接具固定的固定銷；所述加持具被分割成兩個(gè)大小不相等的半圓片，每片半圓片上均形成有固定孔；所述連接具由連接柄和“ㄇ”型連接頭組成；連接柄與連接頭橫梁的中心處固定；連接頭的兩側(cè)壁上均形成銷孔。

所述位于不同半圓片上的固定孔的圓心到加持具中心的距離相等。

所述銷孔的軸線與連接柄的軸線垂直。

所述加持具置于兩個(gè)“ㄇ”型連接頭的間隙內(nèi)。

所述銷孔圓心到連接頭橫梁的垂直距離大于固定孔到其所在半圓片邊緣的最小距離。

薄壁管材環(huán)向抗拉強(qiáng)度的測試方法，包括以下步驟：

（?。┍”诠懿某叽绲臏y量

用數(shù)顯卡尺測出薄壁管材的寬度a，精確到0.02mm，用千分尺測出薄壁管材的厚度b，精確到0.005mm；

（ⅱ）裝置的安裝

將薄壁管材套于圓盤形加持具外部，薄壁管材與加持具之間涂抹潤滑脂；將固定銷依次穿過連接頭側(cè)壁上的銷孔和加持具上的固定孔，進(jìn)而將連接具與加持具通過固定銷3固定連接；連接柄裝卡在拉伸試驗(yàn)機(jī)上，使薄壁管材工作段的中心置于與加載方向平行的位置；

（ⅲ）環(huán)向抗拉強(qiáng)度測試

在拉伸試驗(yàn)機(jī)上拉斷薄壁管材，薄壁管材斷裂后，記錄最大載荷Pmax；

（ⅳ）環(huán)向抗拉強(qiáng)度計(jì)算

薄壁管材抗拉強(qiáng)度R_m，按公式(1)計(jì)算即得薄壁管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度，

………………………………………………公式（1）；

式中：R_m為抗拉強(qiáng)度，單位為MPa；P_max為實(shí)驗(yàn)記錄的最大載荷，單位為N；a為薄壁管材的寬度，單位為mm；b為薄壁管材的厚度，單位為mm。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明利用環(huán)形加持具可以實(shí)現(xiàn)無損情況下測試薄壁管材抗拉強(qiáng)度，避免了彎曲試樣過程中帶來的試樣缺陷，可以準(zhǔn)確、直接測試薄壁金屬管材環(huán)向抗拉強(qiáng)度；采用粘貼應(yīng)變片的方式，還可以測試金屬薄壁管材屈服強(qiáng)度等；同時(shí)可以記錄在載荷下的持續(xù)加載曲線；本發(fā)明還可以配合應(yīng)變儀記錄樣品應(yīng)力得到應(yīng)變曲線。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中加持具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中連接具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖3中沿A-A向的剖面圖。

其中：

1 加持具 2 連接具

3 固定銷 4 固定孔

5 連接柄 6 連接頭

7 銷孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖及實(shí)施例對本發(fā)明測試薄壁管材環(huán)向抗拉強(qiáng)度的裝置進(jìn)行詳細(xì)說明：

如圖1~4所示，一種測試薄壁管材環(huán)向抗拉強(qiáng)度的裝置，包括圓盤形加持具1、兩個(gè)連接具2和將加持具1與連接具2固定的固定銷3；所述加持具1被分割成兩個(gè)大小不相等的半圓片，每片半圓片上均形成有固定孔4；所述連接具2由連接柄5和“ㄇ”型連接頭6組成；連接柄5與連接頭6橫梁的中心處固定；連接頭6的兩側(cè)壁上均形成銷孔7。

所述位于不同半圓片上的固定孔4的圓心到加持具1中心的距離相等所述銷孔7的軸線與連接柄5的軸線垂直。

所述銷孔7的軸線與連接柄5的軸線垂直。

所述加持具1置于兩個(gè)“ㄇ”型連接頭6的間隙內(nèi)。

所述銷孔7圓心到連接頭6橫梁的垂直距離大于固定孔4到其所在半圓片邊緣的最小距離。

薄壁管材環(huán)向抗拉強(qiáng)度的測試方法，包括以下步驟：

（?。┍”诠懿某叽绲臏y量

用數(shù)顯卡尺測出薄壁管材的寬度a=5.15mm，精確到0.02mm，用千分尺測出薄壁管材的厚度b=1mm，精確到0.005mm；

（ⅱ）裝置的安裝

將薄壁管材套于圓盤形加持具1外部，薄壁管材與加持具1之間涂抹潤滑脂；將固定銷3依次穿過連接頭6側(cè)壁上的銷孔7和加持具1上的固定孔4，進(jìn)而將連接具2與加持具通過固定銷3固定連接；連接柄5裝卡在拉伸試驗(yàn)機(jī)上，使薄壁管材工作段的中心置于與加載方向平行的位置；

（ⅲ）環(huán)向抗拉強(qiáng)度測試

啟動(dòng)拉伸試驗(yàn)程序，拉伸速度為1mm/min，在拉伸試驗(yàn)機(jī)上拉斷薄壁管材，薄壁管材斷裂后，記錄最大載荷Pmax=22KN；

（ⅳ）環(huán)向抗拉強(qiáng)度計(jì)算

薄壁管材抗拉強(qiáng)度R_m，按公式(1)計(jì)算即得薄壁管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度R_m=2136MPa，

………………………………………………公式（1）；

式中：R_m為抗拉強(qiáng)度，單位為MPa；P_max為實(shí)驗(yàn)記錄的最大載荷，單位為N；a為薄壁管材的寬度，單位為mm；b為薄壁管材的厚度，單位為mm。

本發(fā)明利用環(huán)形加持具可以實(shí)現(xiàn)無損情況下測試薄壁管材抗拉強(qiáng)度，避免了彎曲試樣過程中帶來的試樣缺陷，可以準(zhǔn)確、直接測試薄壁金屬管材環(huán)向抗拉強(qiáng)度；采用粘貼應(yīng)變片的方式，還可以測試金屬薄壁管材屈服強(qiáng)度等；同時(shí)可以記錄在載荷下的持續(xù)加載曲線；本發(fā)明還可以配合應(yīng)變儀記錄樣品應(yīng)力得到應(yīng)變曲線。