一種對金屬材料進行力學(xué)性能實驗的夾持方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對金屬材料進行力學(xué)性能實驗的夾持方法，屬于金屬材料力學(xué)性能實驗技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在對金屬材料進行力學(xué)性能實驗時，常規(guī)的做法是將待實驗金屬材料加工成特定形狀的試件。如對棒料進行力學(xué)實驗時，將棒料加工成中間細(xì)，兩端粗的試件，試件中間較細(xì)部份是實驗時獲得實驗數(shù)據(jù)的測試段，兩端較粗部分作為液壓或機械式夾具的夾持段。然后再進行相關(guān)的力學(xué)性能實驗，實驗過程中對試件兩端加載，記錄拉伸直至斷裂過程的試樣的載荷與位移數(shù)據(jù)或一定載荷下試件疲勞測試到斷裂的次數(shù)，通過計算統(tǒng)計得到試件的拉伸或疲勞力學(xué)性能數(shù)據(jù)。對于有些線材也可以采用繞線夾具對鋼絲進行測試。但在實際測試一些產(chǎn)品或試件時，由于受到試驗對象特征的限制，如線材、板材、棒材或型材產(chǎn)品不能或很難改變產(chǎn)品或試件的尺寸(不易通過機加工加工成標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣)，又如對于一些長度較短的線材受長度限制不能采用繞線夾具進行測試。因此在對上述產(chǎn)品或材料進行測試時，液壓或機械夾具只能直接夾持在產(chǎn)品或材料上進行實驗，夾具的夾頭很容易對產(chǎn)品或試件表面造成損傷，在實驗過程中，由于夾頭的夾持位置表面有損傷，試件往往是在夾頭的夾持位置破壞，所以測試結(jié)果不能反映材料實際的力學(xué)數(shù)據(jù)，影響實驗數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度和可信度，使得實驗數(shù)據(jù)不具備參考價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，提供一種對金屬材料進行力學(xué)性能實驗的夾持方法，以滿足不能或很難改變被測試材料尺寸的試件的夾持需要，解決在進行力學(xué)實驗時，試件從夾持點斷裂的問題。提高實驗數(shù)據(jù)的可靠性。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:
一種對金屬材料進行力學(xué)性能實驗的夾持方法，該方法是針對一些不能或較難改變尺寸的金屬棒材、線材、板材、型材等進行力學(xué)性能測試時，通過在夾具與試件之間加墊纖維材料防止夾具對試件夾持部位造成損傷，同時采用合適的夾持力使試件夾持部位產(chǎn)生一定程度彈塑性變形，通過產(chǎn)生加工硬化，提高夾持部位強度，在進行拉伸、扭轉(zhuǎn)、彎曲及疲勞性能測試過程中不會在試樣夾持部位發(fā)生斷裂，以確保實驗數(shù)據(jù)的真實可靠性。
[0005]前述夾持方法中，所述力學(xué)性能實驗包括拉伸性能測試和疲勞性能測試。
[0006]前述夾持方法中，所述疲勞性能測試包括拉拉疲勞性能測試、拉壓疲勞性能測試和應(yīng)變疲勞測試。
[0007]前述夾持方法中，所述合適的夾持力根據(jù)實驗項目確定，不同的實驗項目采用不同的夾持力。
[0008]前述夾持方法中，所述拉伸性能實驗時夾具的夾持力為該試件材料非比例壓縮應(yīng)變ε p。為0.01%所對應(yīng)載荷的10%以上，即夾持力大于該試件非比例壓縮應(yīng)力σ pe(l Q1的10%以上。
[0009]前述夾持方法中，所述疲勞性能測試時夾具夾持力是該試件材料非比例壓縮應(yīng)變ε pc為0.01%所對應(yīng)載荷的20%以上，即夾持力大于該試件非比例壓縮應(yīng)力σ ρ。α01的20%以上。
[0010]前述夾持方法中，所述纖維材料墊入的厚度大于線材或棒材直徑的1/2 ;或大于板材或型材厚度的1/2。
[0011]前述夾持方法中，所述纖維材料由多層纖維紙或多層麻布或多層棉布疊加構(gòu)成；單張纖維紙的厚度小于0.5mm ;單層麻布或棉布的厚度小于1mm。
[0012]前述夾持方法中，所述各層纖維之間設(shè)有網(wǎng)狀或片狀金屬或高分子材料。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在不增加任何裝置以及對現(xiàn)有夾持裝置不進行任何改造的前提下直接進行線材、棒材、板材、型材產(chǎn)品的性能測試，同時不需要將測試對象加工成夾持部位較粗(厚)的標(biāo)準(zhǔn)力學(xué)性能試樣。夾具的夾持面不與試樣直接接觸，避免了試件在實驗過程中受到夾持損傷無法獲得真實實驗數(shù)據(jù)的情況發(fā)生。提高實驗數(shù)據(jù)的可信度。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明，但不作為對本發(fā)明的任何限制。
[0015]一種對金屬材料進行力學(xué)性能實驗的夾持方法，所述力學(xué)性能實驗包括拉伸性能測試和疲勞性能測試。疲勞性能測試包括拉拉疲勞性能測試、拉壓疲勞性能測試和應(yīng)變疲勞測試。該方法是針對一些不能或較難改變尺寸的金屬棒材、線材、板材、型材等進行力學(xué)性能測試時，通過在夾具與試件之間加墊纖維材料防止夾具對試件夾持部位造成損傷，同時采用合適的夾持力使試件夾持部位產(chǎn)生一定程度彈塑性變形，通過產(chǎn)生加工硬化，提高夾持部位強度，在進行拉伸、扭轉(zhuǎn)、彎曲及疲勞性能測試過程中不會在試樣夾持部位發(fā)生斷裂，以確保實驗數(shù)據(jù)的真實可靠性。所述合適的夾持力根據(jù)實驗項目確定，不同的實驗項目采用不同的夾持力。拉伸性能實驗時夾具的夾持力為該試件材料非比例壓縮應(yīng)變ερ。為0.01%所對應(yīng)載荷的10%以上，即夾持力大于該試件非比例壓縮應(yīng)力O peQ Q1的10%以上。疲勞性能測試時夾具夾持力是該試件材料非比例壓縮應(yīng)變ε p。為0.01%所對應(yīng)載荷的20%以上，即夾持力大于該試件非比例壓縮應(yīng)力opc;Q.QJ^20%以上。所述纖維材料墊入的厚度大于線材或棒材直徑的1/2 ;或大于板材或型材厚度的1/2。纖維材料由多層纖維紙或多層麻布或多層棉布疊加構(gòu)成；單張纖維紙的厚度小于0.5mm ;單層麻布或棉布的厚度小于1mm。各層纖維之間設(shè)有網(wǎng)狀或片狀金屬或高分子材料。
[0016]該方法是在不改變金屬材料原有形狀的狀態(tài)下，通過在夾塊與試件之間加墊纖維材料以防止對試件造成損傷，以確保實驗數(shù)據(jù)更接近實際應(yīng)用狀態(tài)；同時通過合適的夾持力使夾持部位發(fā)生微量彈塑性變形，通過金屬加工硬化現(xiàn)象，提高夾持部位強度。所述試件為不同直徑的線材或棒材；或不同厚度的板材或型材。所述纖維材料的厚度大于線材或棒材直徑的1/2 ;或大于板材或型材厚度的1/2。所述纖維材料由多層纖維紙或多層麻布或多層棉布疊加而成；單張纖維紙的厚度小于0.5mm ;單層麻布或棉布的厚度小于1mm。也可在各層纖維之間適量添加網(wǎng)狀或片狀的金屬或高分子材料進行強化。
[0017]具體實施時，夾具不能夾破纖維材料，不能讓夾具夾持面與試樣直接接觸；夾具的夾持力根據(jù)實驗項目確定，實驗項目包括拉伸性能測試、拉拉疲勞性能測試、拉壓疲勞性能測試和應(yīng)變疲勞測試等；不同的實驗采用不同的夾持力；拉伸性能實驗時夾具的夾持力是該試件材料非比例壓縮應(yīng)變ε p。為0.01%所對應(yīng)載荷的10%以上，即夾持力大于該試件非比例壓縮應(yīng)力Opeacil的10%以上；疲勞性能測試(包括拉拉、拉壓及應(yīng)變疲勞測試等)時夾具夾持力是該試件材料非比例壓縮應(yīng)變ε p。為0.01%所對應(yīng)載荷的20%以上，即夾持力大于該試件非比例壓縮應(yīng)力σ p。。Q1的20%以上。
[0018]本發(fā)明采用適合試驗對象尺寸的常規(guī)夾具夾塊，小尺寸線材、棒材或板材可采用符合尺寸要求的平面夾塊，大尺寸線材、棒材或板材可采用符合尺寸要求的帶楔形槽的夾塊。在試件與夾塊之間墊入一種較薄的纖維紙或麻布或棉布，其中纖維紙單張厚度需小于0.5mm，單層麻布或棉布厚度小于1.0mm，試件與夾塊之間墊入多層纖維紙或麻布或棉布，每邊墊入厚度大于線材或棒材直徑，或板材或型材厚度一半以上。進行拉伸性能實驗時夾具的夾持力為該試件材料非比例壓縮應(yīng)變ε p。為0.01%所對應(yīng)載荷的10%以上，即夾持力大于該試件非比例壓縮應(yīng)力σ _ Μ的10%以上；所述疲勞性能測試(包括拉拉、拉壓及應(yīng)變疲勞測試等)時夾具夾持力是:加持力為該試件材料非比例壓縮應(yīng)變ε P。為0.01%所對應(yīng)載荷的20%以上，即夾持力大于該試件非比例壓縮應(yīng)力σ peQ Q1的20%以上。若進行應(yīng)變疲勞可進一步加大夾持力，可選擇該狀態(tài)材料非比例壓縮應(yīng)變ερ。為0.01%所對應(yīng)載荷以上。夾持以不夾破多層纖維紙或麻布或棉布為首要原則，出現(xiàn)夾破現(xiàn)象可加大墊入的纖維紙或麻布或棉布的層數(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種對金屬材料進行力學(xué)性能實驗的夾持方法，其特征在于:該方法是針對一些不能或較難改變尺寸的金屬棒材、線材、板材、型材等進行力學(xué)性能測試時，通過在夾具與試件之間加墊纖維材料防止夾具對試件夾持部位造成損傷，同時采用合適的夾持力使試件夾持部位產(chǎn)生一定程度彈塑性變形，通過產(chǎn)生加工硬化，提高夾持部位強度，在進行拉伸、扭轉(zhuǎn)、彎曲及疲勞性能測試過程中不會在試樣夾持部位發(fā)生斷裂，以確保實驗數(shù)據(jù)的真實可靠性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述夾持方法，其特征在于:所述力學(xué)性能實驗包括拉伸性能測試和疲勞性能測試。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述夾持方法，其特征在于:所述疲勞性能測試包括拉拉疲勞性能測試、拉壓疲勞性能測試和應(yīng)變疲勞測試。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述夾持方法，其特征在于:所述合適的夾持力根據(jù)實驗項目確定，不同的實驗項目采用不同的夾持力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述夾持方法，其特征在于:所述拉伸性能實驗時夾具的夾持力為該試件材料非比例壓縮應(yīng)變ε p。為0.01%所對應(yīng)載荷的10%以上，即夾持力大于該試件非比例壓縮應(yīng)力Opetl tll的10%以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述夾持方法，其特征在于:所述疲勞性能測試時夾具夾持力是該試件材料非比例壓縮應(yīng)變ε p。為0.01%所對應(yīng)載荷的20%以上，即夾持力大于該試件非比例壓縮應(yīng)力σ ρ。α01的20%以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述夾持方法，其特征在于:所述纖維材料墊入的厚度大于線材或棒材直徑的1/2 ;或大于板材或型材厚度的1/2。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述夾持方法，其特征在于:所述纖維材料由多層纖維紙或多層麻布或多層棉布疊加構(gòu)成；單張纖維紙的厚度小于0.5mm ;單層麻布或棉布的厚度小于1mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述夾持方法，其特征在于:所述各層纖維之間設(shè)有網(wǎng)狀或片狀金屬或聞分子材料。
【專利摘要】<b>本發(fā)明公開了一種對金屬材料進行力學(xué)性能實驗的夾持方法。該方法是針對一些不能或較難改變尺寸的金屬棒材、線材、板材、型材等進行力學(xué)性能測試時，通過在夾具與試件之間加墊纖維材料防止夾具對試件夾持部位造成損傷，同時采用合適的夾持力使試件夾持部位產(chǎn)生一定程度彈塑性變形，通過產(chǎn)生加工硬化，提高夾持部位強度，在進行拉伸、扭轉(zhuǎn)、彎曲及疲勞性能測試過程中不會在試樣夾持部位發(fā)生斷裂，以確保實驗數(shù)據(jù)的真實可靠性。本發(fā)明不增加任何裝置，對現(xiàn)有裝置不進行任何改造，只需要在夾頭與試件之間加墊纖維材料就可避免試件在實驗過程中受到夾持損傷無法獲得真實實驗數(shù)據(jù)的情況發(fā)生。提高實驗數(shù)據(jù)的可信度。</b>
【IPC分類】G01N3-04
【公開號】CN104568576
【申請?zhí)枴緾N201310469580
【發(fā)明人】梁宇, 梁益龍
【申請人】貴州大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月10日